DE102006051216B4

DE102006051216B4 - Process for the preparation of light aggregates, light aggregates obtainable by these processes, and use thereof for the manufacture of building materials

Info

Publication number: DE102006051216B4
Application number: DE200610051216
Authority: DE
Inventors: Michael C. Faas
Original assignee: DR MICHAEL C FAAS GmbH; Michael C Faas Dr GmbH
Current assignee: DR MICHAEL C FAAS GmbH; Michael C Faas Dr GmbH
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: WO2008052753A3; DE102006051216A1; WO2008052753A2

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer leichten, homogen aufgebauten Gesteinskörnung, umfassend die folgenden Schritte:
a) trockenes Vormischen von ausschließlich Zement und einem oder mehreren industriellen Nebenprodukten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbrennungsschlacken und -aschen und Gesteinsmehl,
b) Zugeben von Reaktionswasser und einem oder mehreren Additiven zu der resultierenden trockenen Vormischung unter Mischen, derart, dass,
c) die resultierende Reaktionsmischung, aus 8 bis 14 Gew.-% Zement, 60 bis 90 Gew.-% industriellen Nebenprodukten sowie 1 bis 30 Gew.-% Reaktionswasser und 0,01 bis 1,0 Gew.-% Additiv, bezogen auf das Gesamtgewicht der in den Schritten a) und b) zugegebenen Komponenten, ohne Verwendung einer zusätzlichen Granuliereinrichtung bis zur Bildung der leichten Gesteinskörnung mit einer Kornrohdichte von ≤ 2,0 kg/dm³ oder einer Schüttdichte von ≤ 1,2 kg/dm³ weiter gemischt und granuliert wird.A process for producing a lightweight, homogeneously constructed aggregate, comprising the following steps:
a) dry premixing of exclusively cement and one or more industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and rock flour,
b) adding water of reaction and one or more additives to the resulting dry premix with mixing such that
c) the resulting reaction mixture, from 8 to 14 wt .-% cement, 60 to 90 wt .-% industrial by-products and 1 to 30 wt .-% water of reaction and 0.01 to 1.0 wt .-% additive, based on the total weight of the components added in steps a) and b), without the use of an additional granulator until the formation of the light aggregate with a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ mixed and granulated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung leichter Gesteinskörnungen für Baustoffe, leichte Gesteinskörnungen, die durch diese Verfahren erhältlich sind, sowie die Verwendung solcher leichten Gesteinskörnungen zur Herstellung von Baustoffen.The The present invention relates to methods of making easier aggregates for building materials, light Aggregates, which can be obtained by these methods and the use of such light aggregates for the production of building materials.

Gesteinskörnungen sind gekörnte Stoffe, die mineralische und/oder organische Bestandteile enthalten und früher als Zuschlagstoffe bezeichnet wurden. Neben Bindemitteln, wie Zement, stellen Gesteinskörnungen einen Hauptbestandteil von industriell außerordentlich wichtigen Baustoffen, wie etwa Beton, Mörtel, Putz und Estrich, dar. Die gegenwärtig verwendeten Gesteinskörnungen sind überwiegend natürlich, wie z. B. Sand, Kies oder Splitt, können jedoch auch künstlich hergestellt werden, beispielsweise durch thermisches Behandeln von Ton oder durch Einarbeiten von recyclierten Stoffen, wie Kohleverbrennungsprodukten.aggregates are grained Substances containing mineral and / or organic components and earlier were referred to as aggregates. In addition to binders, such as cement, make aggregates one Main component of industrially extremely important building materials, such as concrete, mortar, Plaster and screed, dar. Currently used aggregates are predominantly Naturally, such as As sand, gravel or grit, but can also be artificial be prepared, for example, by thermal treatment of Clay or by incorporation of recycled materials, such as coal combustion products.

In der Bauindustrie werden riesige Mengen an Gesteinskörnungen zur Herstellung der oben erwähnten Baustoffe benötigt. So werden alleine in Deutschland pro Jahr etwa 800 Mio. Tonnen Gesteinskörnungen verbraucht. Die Ressourcen an natürlichen Gesteinskörnungen sind jedoch begrenzt. Im Hinblick auf eine nachhaltige Nutzung der verfügbaren Ressourcen hat sich daher in vielen entwickelten Ländern die Einsicht durchgesetzt, dass alle in einer Volkswirtschaft anfallenden Rest-, Neben- oder Abfallstoffe der erneuten Verwertung zuzuführen sind, um zum einen Primärstoff einzusparen und zum anderen den Flächen- und Nachsorgebedarf von Deponien einzuschränken. Trotz dieser nachhaltigen Ressourcen-Bewirtschaftung, die in einigen europäischen Ländern auch gesetzlich verankert ist, gibt es nach wie vor große Mengen von nicht verwerteten mineralischen und nicht-mineralischen Rest-, Neben- bzw. Abfallstoffen. So beschränkt sich das Recycling von Rest-, Neben- oder Abfallstoffen in der Bauindustrie im Wesentlichen auf die Verwertung von Bauschutt, der gebrochen, gemahlen und gesiebt wird.In The construction industry gets huge quantities of aggregates for the preparation of the above-mentioned Building materials needed. In Germany alone, about 800 million tonnes of aggregates are used each year. The resources of natural aggregates are limited, however. With regard to a sustainable use of available In many developed countries, resources have therefore become resources Insight enforced that all accumulate in an economy Residual, secondary or waste materials are to be recycled, for a primary substance save on the other hand, the space and Nachsorbedarf of Restrict landfills. Despite this sustainable resource management, which in some European countries is also legally anchored, there are still large quantities of unused mineral and non-mineral residues, By-products or waste materials. So limited the recycling of residual, secondary or waste materials in the construction industry essentially on the recovery of rubble that is broken, ground and sieved.

Es besteht daher ein beträchtliches Interesse, die in großen Mengen und kostengünstig erhältlichen Rest-, Neben- bzw. Abfallstoffe zur Herstellung von Gesteinskörnungen zu verwenden. Dabei stehen insbesondere die leichten Gesteinskörnungen im Vordergrund, d. h. Gesteinskörnungen mit einer Kornrohdichte von ≤ 2000 kg/m³, da sich in den letzten Jahren der Bedarf von schwereren zu leichteren Gesteinskörnungen verlagert hat. Dies ist unter anderem im Bestreben der Gewichtsverringerung und einer geringeren Wärmeleitfähigkeit begründet.There is therefore a considerable interest in using the large quantities and low-cost residual, secondary or waste materials for the production of aggregates. In particular, the light aggregates are in the foreground, ie aggregates with a grain density of ≤ 2000 kg / m ³ , since in recent years, the need has shifted from heavier to lighter aggregates. Among other things, this is due to the endeavor of weight reduction and a lower thermal conductivity.

Zur weiteren Erläuterung von Gesteinskörnungen allgemein und der Abgrenzung zu leichten Gesteinskörnungen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, wird auf die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 verwiesen (nach dem Handbuch „Betontechnische Daten", Ausgabe 2005, Hrsg. HeidelbergCement AG). Tabelle 1. Klassifizierung von Gesteinskörnungen BEZEICHNUNG NORM KORNROHDICHTE URSPRUNG BEISPIEL Gesteinskörnungen DIN EN 12620/DIN V 20000-103 > 2000 kg/m³ Natürlich, nur mechanisch aufbereitet Kies, Sand, Splitt Leichte Gesteinskörnungen DIN EN 13055-1/DIN V 20000-104 ≤ 2000 kg/m³ oder Schüttdichte ≤ 1200 kg/m³ Industriell hergestellt oder natürlich Blähton, Perlite, Naturbims, Tuff, Blähschiefer, Blähglas, Steinkohlenflugaschepellets, Kesselsand Recyclierte Gesteinskörnungen DIN 4226-100 Typ 1 > 2000 kg/m³ Typ 2 > 1800 kg/m³ Typ 3 > 1500 kg/m³ Beton und Gesteinskörnungen mechanisch aufbereitet, Klinker, nicht porosierter Ziegel; Kalksandstein Gesteinskörnungen für Mörtel DIN EN 13139 Tabelle 2. Klassifizierung leichter Gesteinskörnungen STOFFGRUPPE KORNROHDICHTE [kg/dm³] SCHÜTTDICHTE [kg/dm³] KORNEIGENFESTIGKEIT [N/mm²] Leichte Gesteinskörnungen Naturbims 0,7 bis 1,6 0,4 bis 0,7 niedrig Schaumlava 1,7 bis 2,2 0,8 bis 1,0 mittel bis hoch Hüttenbims 1,0 bis 2,2 0,4 bis 1,1 niedrig bis mittel Sinterbims 0,9 bis 1,8 0,4 bis 1,1 niedrig bis hoch Ziegelsplitt 1,2 bis 1,8 1,0 bis 1,5 mittel Blähton, Blähschiefer 0,6 bis 1,4 0,3 bis 0,8 niedrig bis hoch Hochwärmedämmende leichte Gesteinskörnungen Blähglas 0,3 bis 0,9 0,2 bis 0,4 niedrig bis mittel Kieselgur 0,2 bis 0,4 0,2 bis 0,3 sehr niedrig Blähperlit 0,1 bis 0,3 0,05 bis 0,15 sehr niedrig Blähglimmer 0,1 bis 0,35 0,06 bis 0,17 sehr niedrig Schaumsand, Schaumkies 0,1 bis 0,3 0,1 bis 0,3 sehr niedrig For further explanation of aggregates in general and the delimitation to light aggregates, which are the subject of the present invention, reference is made to the following Tables 1 and 2 (according to the manual "Betontechnische Daten", 2005 Edition, ed., HeidelbergCement AG). Classification of aggregates DESCRIPTION STANDARD particle density ORIGIN EXAMPLE aggregates DIN EN 12620 / DIN V 20000-103 > 2000 kg / m ³ Of course, only mechanically processed Gravel, sand, grit Light aggregates DIN EN 13055-1 / DIN V 20000-104 ≤ 2000 kg / m ³ or bulk density ≤ 1200 kg / m ³ Industrially manufactured or natural Expanded clay, perlite, natural pumice, tuff, swelling slate, expanded glass, hard coal fly ash pellets, boiler rim Recycled aggregates DIN 4226-100 Type 1> 2000 kg / m ³ Type 2> 1800 kg / m ³ Type 3> 1500 kg / m ³ Concrete and aggregates mechanically treated, clinker, non-porous brick; calcareous sandstone Aggregates for mortar DIN EN 13139 Table 2. Classification of light aggregates SUBSTANCE GROUP CORN TREATMENT [kg / dm ³ ] BULK DENSITY [kg / dm ³ ] CORROSION RESISTANCE [N / mm ² ] Light aggregates pumice 0.7 to 1.6 0.4 to 0.7 low cinder 1.7 to 2.2 0.8 to 1.0 medium to high blast furnace slag 1.0 to 2.2 0.4 to 1.1 low to medium Sinterbims 0.9 to 1.8 0.4 to 1.1 low to high crushed brick 1.2 to 1.8 1.0 to 1.5 medium Expanded clay, swelling slate 0.6 to 1.4 0.3 to 0.8 low to high Highly insulating lightweight aggregates expanded glass 0.3 to 0.9 0.2 to 0.4 low to medium diatomaceous 0.2 to 0.4 0.2 to 0.3 very low Expanded perlite 0.1 to 0.3 0.05 to 0.15 very low expanded mica 0.1 to 0.35 0.06 to 0.17 very low Foam sand, foam gravel 0.1 to 0.3 0.1 to 0.3 very low

Wie der Tabelle 1 zu entnehmen ist, werden als leichte Gesteinskörnungen neben natürlichen Mineralien, wie Bims, Lavaschlacke und dergleichen, bislang vor allem thermisch geblähte Mineralien, wie Blähton, Blähschiefer, etc., verwendet. Letztere werden hergestellt, indem dem Ausgangsmaterial ein Porosierungsmittel zugemischt wird, das bei plötzlichem Aussetzen gegenüber hohen Temperaturen von etwa 1200°C schlagartig verbrennt. Die dabei entstehenden Verbrennungsgase treiben die mineralische Schmelze auf. Nach dem Abkühlen sind die entstandenen Gase in Vakuolen im Material eingeschloßen. Als Porosierungsmittel kommen organische Verbindungen, wie Polystyrolderivate, Kunststoffflocken, Polyphenylglycol, Polyphenylacetat, oder organische Materialien, wie Papierfangstoffe und organische natürliche Fasern, zum Einsatz.As Table 1, are considered as light aggregates in addition to natural Minerals, such as pumice, lava slag and the like, so far all thermally blown Minerals, such as expanded clay, swale, etc., used. The latter are prepared by adding the starting material a Porosierungsmittel is mixed, which in case of sudden Exposure to high temperatures of about 1200 ° C burns suddenly. The resulting combustion gases drive the mineral melt on. After cooling, the resulting Gases in vacuoles enclosed in the material. As a porosity agent come organic compounds, such as polystyrene derivatives, plastic flakes, Polyphenyl glycol, polyphenyl acetate, or organic materials, such as paper scraps and organic natural fibers.

Dieses Prinzip ist beispielsweise bei den aus der DE 1 811 033 B bekannten kugeligen Gas- und/oder Porenbetonteilchen verwirklicht, deren Oberfläche zusätzlich durch Dampfhärten oder durch Versiegeln mittels eines filmbildenden Kunstharzes behandelt ist, um eine unerwünschte Wasseraufnahme zu verhindern.This principle is for example in the from the DE 1 811 033 B known spherical gas and / or porous concrete particles whose surface is additionally treated by steam curing or by sealing by means of a film-forming resin in order to prevent unwanted absorption of water.

Ein Verfahren zur Herstellung von Porengranulaten ist ferner in der DE 10 2005 049 389 A1 beschrieben, bei dem eine für die Herstellung von Gasbeton bekannte Mischung aus Quarzsand, Kalk, Zement, Wasser und dem Treibmittel Aluminat in eine Form eingebracht, die Mischung in der Form ausgehärtet und das resultierende Porengranulat anschließend in gewünschte Größen gebrochen wird.A process for the preparation of pore granules is further in the DE 10 2005 049 389 A1 described in which a known for the production of gas concrete mixture of quartz sand, lime, cement, water and the blowing agent aluminate introduced into a mold, the mixture cured in the mold and the resulting pore granules are then broken into desired sizes.

Im Stand der Technik ist des Weiteren aus der DE 196 32 711 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Umhüllung versehenen Zuschlagstoffes für Leichtbeton bekannt, beim dem die Leichtzuschlagkörner, beispielsweise Blähtonzuschläge, unter Verwendung eines Granuliertellers oder einer Granuliertrommel einer ständigen Rollbewegung ausgesetzt und während dieser Rollbewegung mit dem feindispersen Feststoff, d. h. dem Zement und gegebenenfalls Betonzusatzstoffen/-zusatzmitteln (insbesondere Stabilisierern) und anderen Hilfsmitteln, unter gleichzeitigem Besprühen mit einer Bindeflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gleichmäßig dünn beschichtet bzw. umhüllt werden, um eine unerwünschte Wasseraufnahme zu verhindern.In the prior art is further from the DE 196 32 711 A1 a process for producing a coated aggregate for lightweight concrete, in which the lightweight aggregate granules, for example expanded clay aggregates, are subjected to constant rolling motion using a granulating plate or granulating drum and during this rolling movement with the finely dispersed solid, ie cement and optionally concrete additives Additives (especially stabilizers) and other aids, while spraying with a binder liquid, preferably water, evenly coated or coated thinly to prevent unwanted absorption of water.

Eine weitere Abwandlung dieses grundlegenden Prinzips ist in der DE 1 813 881 B beschrieben, wonach Körner aus Gas- oder Schaumbeton mit einer aus einem kalkhaltigen Bindemittel, wie Zement, bestehenden Kruste belegt und nachfolgend dampfgehärtet werden.Another modification of this basic principle is in the DE 1 813 881 B described, after which granules of gas or foam concrete with a lime-containing binder, such as cement, existing crust occupied and subsequently steam-hardened.

Darüber hinaus sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von künstlichen, leichten Gesteinskörnungen unter Verwendung von Verbrennungsprodukten, wie Aschen und Schlacken, sowie Zement und Kalk bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 699 02 288 T2 die Herstellung leichter Gesteinskörnungen aus Verbrennungsnebenprodukten. Dabei wird ein schwefelhaltiges Verbrennungsnebenprodukt, vorzugsweise Schlamm aus der Naß-Abgasentschwefelung, sowie Calciumhydroxid-enthaltende Feinteilchen, die in dem Verfahren anfallen und in dieses rückgeführt werden, sowie ein aluminiumhaltiges Material, wie beispielsweise pulverisierte Kohle (P.C.)-Flugasche, und Wasser vermengt, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen. Das Ausgangsgemisch wird dann unter Verwendung eines Granuliertellers agglomeriert und die resultierenden Pellets werden mit härtenden Calciumoxid-enthaltenden Feinteilen, wie beispielsweise einer Mischung aus feinteiligem Brantkalk (CaO) und P.C.-Flugasche, vereinigt. Die härtenden Feinteile überziehen die Pellets und reagieren exotherm mit Feuchte, wodurch in situ Wärme erzeugt wird und die Pellets gehärtet werden. Schließlich werden die erzeugten Gesteinskörnungen von den Calciumhydroxid-enthaltenden, trockenen Rückführungsfeinteilen getrennt, wobei letztere in den ersten Mischschritt zurückgeführt werden.In addition, a number of processes for producing artificial, lightweight aggregates using combustion products such as ashes and slags, as well as cement and lime are known. For example, describes the DE 699 02 288 T2 the production of light aggregates from combustion by-products. In this case, a sulfur-containing combustion by-product, preferably Sludge from wet flue gas desulphurisation, and calcium hydroxide-containing fines obtained and recycled in the process, and an aluminum-containing material, such as pulverized coal (PC) flue, and water blended to produce a starting mixture. The starting mixture is then agglomerated using a granulating plate and the resulting pellets are combined with hardening calcium oxide-containing fines such as a mixture of finely divided lime (CaO) and PC fly ash. The hardening fines coat the pellets and react exothermically with moisture, generating heat in situ and hardening the pellets. Finally, the generated aggregates are separated from the calcium hydroxide containing dry recycle fines, the latter being recycled to the first mixing step.

Überdies ist in der DE 197 35 063 A1 ein Verfahren zur Herstellung von umhüllten Zuschlagstoffen für Konstruktionsbeton beschrieben, bei dem auf der Kornoberfläche eines runden oder gebrochenen Zuschlags, wie beispielsweise Quarzit, diversen Kalk- und Sandsteinen, Blähton, Blähschiefer, Lavaschlacke, Ziegelsplitt, Mauermörtel, Putz, Blähtonbeton sowie Kesselschlacke und Hochofenschlacke, eine kompakte und dichte Beschichtung aus einer Mischung aus Zementen, Betonzusatzmitteln und/oder Betonzusatzstoffen mittels Aufbauagglomeration aufgebracht wird.Moreover, in the DE 197 35 063 A1 describes a process for the production of coated aggregates for structural concrete in which on the grain surface of a round or crushed aggregate, such as quartzite, various lime and sandstones, expanded clay, expandable slate, lava slag, brick chippings, masonry mortar, plaster, expanded clay concrete and boiler slag and blast furnace slag, a compact and dense coating of a mixture of cements, concrete admixtures and / or concrete additives is applied by means of structural agglomeration.

Aus der DE 32 42 992 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung von Flugasche in lagerfähiger Form und/oder zur Verwendung als Zuschlagstoff, insbesondere für die Bauindustrie, bekannt, wobei Flugaschestaub mit den hydraulischen Bindemitteln Zement, Gips und Karbidschlamm unter Beimengung von Wasser und Zusatzstoffen homogen gemischt und in eine körnige Form überführt wird.From the DE 32 42 992 A1 Finally, a method for the production of fly ash in storable form and / or for use as an aggregate, especially for the construction industry, known fly ash dust with the hydraulic binders cement, gypsum and carbide sludge mixed with admixture of water and additives homogeneously mixed and into a granular form is transferred.

Ein Nachteil der bisher verwendeten Gesteinskörnungen besteht darin, dass diese häufig nicht die gewünschten chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften aufweisen. So zeigen natürliche Gesteinskörnungen oft eine relativ unkontrollierte Wasseraufnahme. Ferner sind thermisch hergestellte, geblähte industrielle Gesteinskörnungen inhomogen aufgebaut, was zu einer variierenden Druckfestigkeit führen kann. Zudem zeigen diese oft eine unkontrollierte Wasseraufnahme. Auch durch Rollagglomeration und Sintern oder Pelletierung hergestellte industrielle Gesteinskörnungen weisen aufgrund des schichtweisen Aufbaus von Umhüllungen um einen Kern häufig einen inhomogenen Aufbau auf. Eine weitere unerwünschte Eigenschaft ist die unkontrollierte Hydratation von noch nicht hydratisiertem Zement oder Kalk, was zu unerwünschten Eigenschaften des Baustoffendprodukts führen kann.One Disadvantage of the aggregates used so far is that these often not the desired ones have chemical and / or physical properties. To show natural aggregates often a relatively uncontrolled water absorption. Further, they are thermal manufactured, expanded industrial aggregates constructed inhomogeneous, which can lead to a varying compressive strength. In addition, these often show an uncontrolled water absorption. Also produced by roll agglomeration and sintering or pelleting industrial aggregates due to the layered structure of enclosures around a core frequently an inhomogeneous structure. Another undesirable feature is the uncontrolled one Hydration of not yet hydrated cement or lime, which too unwanted Properties of Baustoffendprodukts can lead.

Des Weiteren können die Eigenschaften von herkömmlichen leichten Gesteinskörnungen, wie beispielsweise die Korngröße, das Schüttgewicht, die Kornrohdichte und die Korneigenfestigkeit, nicht oder kaum beeinflusst werden. Im Falle der thermisch hergestellten, geblähten industriellen Gesteinskörnungen kommt als weiterer Nachteil hinzu, dass das Glühen bzw. Sintern üblicherweise bei 1200°C stattfindet und die Herstellung derselben daher mit einem hohen Energiebedarf bzw. hohen Kosten verbunden ist. Ferner ist die Bereitstellung natürlicher Ausgangsmaterialien aufgrund der erheblichen Beschaffungskosten wenig ökonomisch. Die Verwendung von natürlichen Gesteinskörnungen ist ferner aufgrund des Abbaus natürlicher Ressourcen und der damit verbundenen Emissionen auch aus ökologischer Sicht unbefriedigend. Des Weiteren weisen die durch Rollagglomeration und Sintern oder Pelletisierung hergestellten industriellen Gesteinskörnungen aus Aschen und Schlacken sowie Zement und Kalk den Nachteil auf, dass das Formen der entsprechenden Granulate aufgrund der Verwendung von speziellen Granuliereinrichtungen, wie beispielsweise einem Pelletierteller oder einer Granuliertrommel, apparativ aufwendig ist.Of Further can the characteristics of conventional light aggregates, such as the grain size, the Bulk density, the grain density and corepotency, not or hardly influenced become. In the case of thermally produced, expanded industrial aggregates comes as a further disadvantage that the annealing or sintering usually at 1200 ° C takes place and therefore the production thereof with a high Energy requirement or high costs. Further, the provision is naturally Starting materials due to the significant procurement costs not very economical. The Use of natural aggregates is also due to the depletion of natural resources and the associated emissions also unsatisfactory from an environmental point of view. Furthermore, by rollagglomeration and sintering or Pelletization of manufactured industrial aggregates from ashes and slags as well as cement and lime the disadvantage that the molding of the corresponding granules due to the use special granulating means, such as a Pelletizing or granulating drum, expensive in terms of apparatus is.

Angesichts der vorstehenden Nachteile der bisher bekannten leichten Gesteinskörnungen liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, leichte Gesteinskörnungen für die Herstellung von Baustoffen bereitzustellen, die einfach, kostengünstig und Ressourcen- sowie umweltschonend herstellbar sind und ausgezeichnete chemische und physikalische Eigenschaften für eine Verwendung in Baustoffen aufweisen.in view of the above disadvantages of the previously known light aggregates The present invention is therefore based on the object, light aggregates for the To provide manufacture of building materials that are simple, inexpensive and Resource and environmentally friendly to produce and excellent chemical and physical properties for use in building materials exhibit.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1, 6, 7, 9, 28, 29, 31, 44 und 45 angegebene, technische Lehre gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by the in claims 1, 6, 7, 9, 28, 29, 31, 44 and 45 specified, solved technical teaching. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Die erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen weisen den Vorteil auf, dass diese auch bei unterschiedlichen Korngrößen vollkommen homogen aufgebaut sind, ein kontrolliertes Wasseraufnahmevermögen zeigen und bevorzugte chemische und/oder physikalische Eigenschaften für deren Einsatz in Baustoffen aufweisen. Ferner sind die erfindungsgemäßen Gesteinskörnungen kostengünstig herstellbar, weil diese bei niedrigen Temperaturen und mit einem geringen apparativen Aufwand produziert werden können und die verwendeten industriellen Nebenprodukte verhältnismäßig günstig sind und gegebenenfalls zusätzlich durch Entsorgungsprämien bezuschusst werden. Darüber hinaus wird durch die Verwendung dieser industriellen Nebenprodukte die Umwelt nachhaltig geschont.The lightweight aggregates according to the invention have the advantage that they are completely homogeneous even with different particle sizes, show a controlled water absorption capacity and have preferred chemical and / or physical properties for their use in building materials. Furthermore, the aggregates of the invention are inexpensive to produce, because they can be produced at low temperatures and with a low expenditure on equipment and the industrial by-products used are relatively low and optionally additionally by Ent be subsidized. In addition, the use of these industrial by-products sustainably protects the environment.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen besteht darin, dass die chemischen und physikalischen Eigenschaften gezielt in Abhängigkeit ihrer zukünftigen Verwendung in einer großen Bandbreite eingestellt werden können. Die nachfolgende Tabelle 3 verdeutlicht den Einfluss der Ausgangsmaterialien, der Mischtechnik, des Reaktionswassers und des Additivs auf die Schüttdichte, Kornrohdichte, Korngrößenverteilung, Korneigenfestigkeit, Wasseraufnahme, Wärmeleitfähigkeit (λ-Wert) und den Gehalt an Kationen und Anionen. Ein Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Gesteinskörnungen kann daher die Eigenschaften einer gewünschten erfindungsgemäßen „Designer"-Gesteinskörnung gezielt einstellen. Tabelle 3. Haupteinflussfaktoren auf chemische und physikalische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gesteinskörnungen AUSGANGSMATERIALIEN MISCHTECHNIK REAKTIONSWASSER ADDITIVE Physikalische Eigenschaften Schüttdichte x x x Kornrohdichte x x x Korngrößenverteilung x x x Korneigenfestigkeit x x Wasseraufnahme x x λ-Wert x x x Chemische Eigenschaften Kationen x Anionen x Another advantage of the lightweight aggregates according to the invention is that the chemical and physical properties can be adjusted in a targeted manner depending on their future use in a wide range. The following Table 3 illustrates the influence of the starting materials, the mixing technique, the reaction water and the additive on the bulk density, grain density, grain size distribution, Korneigenfestigkeit, water absorption, thermal conductivity (λ value) and the content of cations and anions. A person skilled in the art of producing aggregates can therefore adjust the properties of a desired "designer" aggregate granulate according to the invention in a targeted manner Table 3. Main factors influencing the chemical and physical properties of the aggregates according to the invention STARTING MATERIALS MISCHTECHNIK REACTION WATER ADDITIVE Physical Properties bulk density x x x particle density x x x Particle size distribution x x x Grain inherent strength x x water absorption x x λ-value x x x Chemical properties cations x anions x

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein erstes Verfahren zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung, eine durch dieses Verfahren erhältliche, leichte Gesteinskörnung sowie deren Verwendung für Baustoffe.One The first aspect of the present invention relates to a first method for producing a light aggregate, one by this method available, light aggregate as well as their use for Building materials.

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung einer leichten, homogen aufgebauten Gesteinskörnung mit einer Kornrohdichte von ≤ 2,0 kg/dm³ oder einer Schüttdichte von ≤ 1,2 kg/dm³, bei dem zunächst ausschließlich Zement und ein oder mehrere industrielle Nebenprodukte, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbrennungsschlacken und -aschen und Gesteinsmehl, trocken vorgemischt werden. Dann werden Reaktionswasser und ein oder mehrere Additive zu der resultierenden trockenen Vormischung unter Mischen gegeben und die resultierende Reaktionsmischung bis zur Bildung der leichten Gesteinskörnung weiter gemischt und granuliert.A first subject of the present invention is therefore a process for the production of a lightweight, homogeneously constructed aggregate having a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ , wherein initially only cement and a or multiple industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and rock meal, dry premixed. Then, water of reaction and one or more additives are added to the resulting dry premix with mixing, and the resulting reaction mixture is further mixed and granulated until formation of the light aggregate.

Gemäß der Erfindung kann jeder bekannte Zement verwendet werden, wobei Portlandzement oder Aluminatzement besonders geeignet sind. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Festigkeit werden mit Zement der Qualität CEM I 42,5 erreicht.According to the invention Any known cement can be used, with Portland cement or Aluminatzement are particularly suitable. Especially good results in terms of strength, CEM I cement is used 42.5 achieved.

Der Zement wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Menge von 8 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 10 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller zugegebenen Komponenten, eingesetzt. Die im Einzelfall benötigte Menge an Zement ergibt sich im Wesentlichen aus der Korneigenfestigkeit der eingesetzten Materialien und der gewünschten Druckfestigkeit der endgültigen Gesteinskörnung und kann von einem Fachmann ohne Weiteres bestimmt werden.Of the Cement is used in the process of the invention in an amount of 8 to 14 wt .-%, particularly preferably in one Amount of 10 to 12 wt .-%, based on the total weight of all added components used. The amount needed in each case of cement results essentially from the Korneigenfestigkeit the used materials and the desired compressive strength of final aggregate and can be readily determined by one skilled in the art.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten industriellen Nebenprodukte sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbrennungsschlacken und -aschen, insbesondere Verbrennungsschlacken und -aschen, die bei der Verbrennung von Kohle anfallen, beispielsweise in Kraftwerken bei der Steinkohleverbrennung, wie Kesselsand, Steinkohleasche und Flugasche, sowie Papierasche und Filterstäube bzw. Rückstände aus der Abgasreinigung (Ofenfilterstäube), und Gesteinsmehl, insbesondere Gesteinsmehl aus der Keramik- oder Steinherstellung bzw. der Keramik- oder Steinverarbeitung, und Feinanteile aus der Sand- und Kiesaufbereitung, Nebenprodukte aus der Kalkgewinnung, der Papierherstellung, der Verhüttung von Eisen- und Nichteisenprodukten, sowie Nebenprodukte, die in der Gießereiindustrie anfallen. Vorzugsweise wird die eine oder die mehreren Verbrennungsschlacken und -aschen in Kombination mit einem Gesteinsmehl verwendet.The industrial by-products used in the process according to the invention are selected from the group consisting of incineration slags and ash, in particular incineration slags and ash resulting from the combustion of coal, for example in power plants in hard coal combustion, such as boiler sand, coal coke and fly ash, and paper ash and Filter dusts or residues from the exhaust gas cleaning (Ofenfilterstäube), and rock flour, especially rock flour from the ceramic or stone production or the ceramic or stone processing, and fines from the sand and gravel by-products from lime production, papermaking, smelting of ferrous and non-ferrous products and by-products of the foundry industry. Preferably, the one or more combustion slags and pockets are used in combination with a rock meal.

Die Auswahl der im Einzelfall eingesetzten industriellen Nebenprodukte richtet sich nach verschiedenen Kriterien, wie beispielsweise Homogenität, Schüttgewicht, Freikalkgehalt, Schwermetallgehalt und Gehalt an anderen Stoffen, wie Chlor und Schwefel. Wichtigster Parameter für eine gleichbleibende Qualität der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen ist dabei der Freikalkgehalt, da der Kalk als Bindemittel wirkt und mit den flüssigen Komponenten in einem bestimmten Verhältnis in Beziehung steht. Dieser sollte daher regelmäßig bestimmt und die weiteren eingesetzten Ausgangsmaterialien entsprechend angepasst werden. Ebenfalls sehr wichtig im Rahmen der Qualitätssicherung und -kontrolle ist die Bestimmung der Konzentration von Oxidverbindungen in den industriellen Nebenprodukten, wie Al₂O₃, CaO, Fe₂O₃, SiO₂ und Na₂O, K₂O und MgO, sowie die Bestimmung des Schwermetallgehalts und des Gehalts an anderen Stoffen, wie Chlor und Schwefel. Im Hinblick auf die Verwendung der Gesteinskörnungen in Baustoffen ist der Schadstoffgehalt der Nebenprodukte besonders wichtig, da die Baustoffe gesundheitlich unbedenklich und die gesetzlichen Vorschriften, wie etwa die für Baustoffe vorgeschriebenen Grenzwerte nach DIN und EU-Normen, erfüllen müssen. Daher sollten die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten industriellen Nebenprodukte permanent hinsichtlich des Schadstoffgehalts überwacht werden.The selection of industrial by-products used in individual cases depends on various criteria, such as homogeneity, bulk density, free chalk content, heavy metal content and content of other substances, such as chlorine and sulfur. The most important parameter for a constant quality of the lightweight aggregates according to the invention is the free-lime content, since the lime acts as a binder and is in a certain ratio in relation to the liquid components. This should therefore be determined regularly and the other starting materials used to be adjusted accordingly. Also very important in the context of quality assurance and control is the determination of the concentration of oxide compounds in the industrial by-products, such as Al ₂ O ₃ , CaO, Fe ₂ O ₃ , SiO ₂ and Na ₂ O, K ₂ O and MgO, and the Determination of the heavy metal content and the content of other substances, such as chlorine and sulfur. With regard to the use of aggregates in building materials, the pollutant content of the by-products is particularly important, since the building materials must be harmless to health and comply with statutory regulations, such as the DIN and EU standards prescribed for building materials. Therefore, the industrial by-products used in the process according to the invention should be permanently monitored for pollutant content.

Das industrielle Nebenprodukt wird vorzugsweise in einer Menge von 60 bis 90 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 70 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller zugegebenen Komponenten, eingesetzt.The industrial by-product is preferably in an amount of 60 to 90 wt .-%, in particular in an amount of 70 to 90 wt .-%, based on the total weight all added components used.

Die industriellen Nebenprodukte beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen, insbesondere die Schüttdichte, die Kornrohdichte, die Korneigenfestigkeit und die Wärmeleitfähigkeit. Auch die chemischen Eigenschaften werden durch die industriellen Nebenprodukte beeinflusst. Diese haben beispielsweise eine Bedeutung im Hinblick auf mögliche Reaktionen bei der Einbindung in die Zement-Matrix, insbesondere bei wiederkehrendem Kontakt mit Feuchtigkeit. Ferner können säurebildende Bestandteile in den industriellen Nebenprodukten gegebenenfalls zur Korrosion von Armierungen in Betonprodukten führen.The industrial by-products affect the physical properties the lightweight invention Aggregates, especially the bulk density, the grain density, the coreprativity and the thermal conductivity. Also, the chemical properties are by the industrial By-products influenced. These have, for example, a meaning with regard to possible Reactions in the integration into the cement matrix, in particular with recurring contact with moisture. Furthermore, acid-forming Ingredients in industrial by-products, if necessary lead to the corrosion of reinforcements in concrete products.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ferner Reaktionswasser und ein oder mehrere Additive zugegeben. Als Reaktionswasser kann Leitungswasser verwendet werden. Die Menge des Reaktionswassers liegt üblicherweise im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 7 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller zugegebenen Komponenten.in the inventive method Further, water of reaction and one or more additives are added. Tap water can be used as reaction water. The amount the reaction water is usually in the range of 1 to 30 wt .-%, in particular in the range of 5 to 20 wt .-%, preferably in the range of 7 to 15 wt .-%, based on the total weight of all added components.

Das Additiv ist aus der Gruppe bestehend aus Fließmitteln, Porenbildnern, Schaumbildnern, Erstarrungsbeschleunigern, Sedimentationsreduzierern oder einer Mischung davon ausgewählt. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt eingesetztes Additiv ist Natriumhypochlorid, das als Fließmittel und zur Verschiebung des pH-Werts in den alkalischen Bereich dient.The Additive is from the group consisting of flow agents, pore formers, foaming agents, Solidification accelerators, sedimentation reducers or a Mixture of it selected. A preferably used in the context of the present invention Additive is sodium hypochlorite, which acts as a flux and for displacement the pH in the alkaline range is used.

Die Menge des Additivs wird üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller zugegebenen Komponenten, eingesetzt. Die Menge des im Einzelfall zugegebenen Reaktionswassers und Additivs, richtet sich in erster Linie nach dem Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials, der Konzentration bestimmter Komponenten im Ausgangsmaterial und den gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften der herzustellenden, leichten Gesteinskörnung und kann von einem Fachmann ohne Weiteres durch entsprechende Versuche bestimmt werden.The Amount of the additive becomes common in an amount of 0.01 to 1.0 wt .-%, in particular in an amount from 0.1 to 0.3 wt .-%, based on the total weight of all added Components, used. The amount of added in an individual case Water of reaction and additive, depends primarily on the moisture content of the starting material, the concentration certain components in the starting material and the desired chemical and physical properties of the produced, light aggregate and can be readily determined by one skilled in the art through appropriate experimentation be determined.

Das Reaktionswasser und das Additiv werden vorzugsweise als Mischung zu der trockenen Vormischung gegeben. Vor der Verwendung kann die Mischung des Reaktionswassers und des Additivs auch in einem separaten Tank bevorratet werden.The Reaction water and the additive are preferably as a mixture added to the dry premix. Before use, the Mix the reaction water and the additive also in a separate Stocked up.

Die Menge des verwendeten Reaktionswassers und die Menge und Art des verwendeten Additivs, beeinflussen direkt die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen leichten Gesteinskörnung. So kann durch das Reaktionswasser insbesondere die Korngrößenverteilung, die Korneigenfestigkeit und die Wasseraufnahme beeinflusst werden, während sich das Additiv insbesondere auf die Schüttdichte, die Kornrohdichte, die Korngrößenverteilung und den λ-Wert auswirken.The Amount of water of reaction used and the amount and type of used additive, directly affect the physical properties the obtained light aggregate. So can by the reaction water in particular the particle size distribution, the grain endurance and water absorption are influenced, while the additive is particularly sensitive to bulk density, the particle size distribution and the λ value impact.

Vorzugsweise werden in dem oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren Zement in einer Menge von 10 bis 12 Gew.-%, eine Mischung verschiedener industrieller Nebenprodukte, nämlich 20 bis 50 Gew.-% Flugasche, 20 bis 40 Gew.-% Kesselsand und 20 bis 40 Gew.-% Gesteinsmehl, sowie 15 bis 25 Gew.-% Reaktionswasser in Abhängigkeit von der Restfeuchte der Materialien, bevorzugt 20 Gew.-% Reaktionswasser, und 0,1 bis 0,3 Gew.-% Additiv, bezogen auf das Gesamtgewicht aller zugegebenen Komponenten, verwendet.Preferably, in the method of the invention described above, cement in a Amount of 10 to 12 wt .-%, a mixture of various industrial by-products, namely 20 to 50 wt .-% fly ash, 20 to 40 wt .-% boiler edge and 20 to 40 wt .-% rock flour, and 15 to 25 wt. % Of water of reaction as a function of the residual moisture of the materials, preferably 20% by weight of water of reaction, and 0.1 to 0.3% by weight of additive, based on the total weight of all added components.

Neben der Menge und Art der Ausgangsmaterialien kommt auch der verwendeten Mischtechnik eine wichtige Bedeutung bei der erfindungsgemäßen Herstellung aller im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen leichten Gesteinskörnungen zu. So werden beispielsweise die Oberflächenbeschaffenheit, die Form und Größe und die Druckfestigkeit der leichten Gesteinskörnungen in besonderem Maße durch die Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit der Mischwerkzeuge sowie die Mischdauer beeinflusst.Next the amount and type of starting materials also comes from the used Mixed technique an important importance in the preparation of the invention all described in the context of the present invention aggregates to. For example, the surface texture, the shape and size and the Compressive strength of light aggregates in particular by the speed or rotational speed of the mixing tools as well affects the mixing time.

In den im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren können für alle Misch- bzw. Granulierschritte speziell dafür ausgerüstete Mischvorrichtungen, wie Batch- oder Durchlaufmischer, verwendet werden. Im Falle von Batchmischern sollten diese für den hohen Eintrag von Energie am Anfang des Mischprozesses zusätzlich mit Agitatoren ausgerüstet sein. Kommt ein Durchlaufmischer zum Einsatz, so sollten die trockenen Ausgangsmaterialien zunächst in einem beliebigen Mischer trocken vorgemischt werden. Das Reaktionswasser wird dann dem trockenen Mischgut im Durchlaufmischer zugesetzt. Die verwendeten Mischvorrichtungen sind vorzugsweise mit Messsonden ausgestattet, die eine computergestützte Überwachung der Feuchtigkeit und Temperatur während des gesamten Herstellungsverfahrens erlauben. Zusammen mit anderen erfassten Parametern, wie Zeitdauer, Drehzahl, etc., kann eine optimale Prozessteuerung erreicht und das Verfahren weitgehend automatisiert werden.In the method described in the context of the present invention can for all Mixing or granulating specially equipped for mixing devices, such as Batch or continuous mixer, are used. In the case of batch mixers should this for the high input of energy at the beginning of the mixing process in addition to Equipped agitators be. If a continuous mixer is used, so should the dry Starting materials first dry pre-mixed in any mixer. The reaction water is then added to the dry mix in a continuous mixer. The mixing devices used are preferably with measuring probes equipped with a computerized monitoring of moisture and temperature during allow the entire manufacturing process. Together with others recorded parameters, such as time duration, speed, etc., can be an optimal Process control achieved and the process largely automated become.

Das trockene Vormischen in dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt so lange, bis eine vollkommen homogene trockene Vormischung vorliegt. Die hierfür benötigte Mischdauer beträgt üblicherweise 2 bis 5 min, typischerweise 2,5 bis 4 min. Zum Mischen wird vorzugsweise ein vertikaler Einwellenmischer verwendet.The dry premixing in the method of the invention described above takes place until a completely homogeneous dry premix is present. The one for this needed Mixing time is usually 2 to 5 minutes, typically 2.5 to 4 minutes. For mixing, it is preferable used a vertical single shaft mixer.

Der Schritt des Zugebens des Reaktionswasser und des Additivs erfolgt vorzugsweise unter Rühren bzw. Mischen über eine Zeitdauer von typischerweise 20 s bis 3 min. Bei der Verwendung eines Batchmischers wird das Reaktionswasser und das Additiv kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum, üblicherweise 20 bis 60 s, insbesondere 20 bis 30 s, zugegeben. Bei der Verwendung eines Durchlaufmischers wird das Reaktionswasser und das Additiv kontinuierlich während der gesamten Produktion zugegeben. Das Reaktionswasser und das Additiv werden vorzugsweise über eine Düse in die Mischvorrichtung eingespritzt, wobei die Menge des eingespritzten Reaktionswassers und/oder Additivs beispielsweise mittels eines Durchflussmengenzählers erfasst werden kann.Of the Step of adding the reaction water and the additive takes place preferably with stirring or Mix over a period of typically 20 seconds to 3 minutes. When using a batch mixer, the reaction water and the additive continuously over a certain period, usually 20 to 60 s, in particular 20 to 30 s added. When using a continuous mixer becomes the water of reaction and the additive continuously during added to the entire production. The water of reaction and the additive are preferably over a nozzle injected into the mixing device, the amount of injected Reaction water and / or additive, for example by means of a The flow meter can be detected.

Das Mischen bzw. Granulieren der nach der Zugabe des Reaktionswassers und des Additivs zu der trockenen Vormischung erhaltenen Reaktionsmischung erfolgt in einem Batchmischer oder einem Durchlaufmischer, wobei ein Batchmischer vorzugsweise zusätzlich Agitatoren für den Eintrag von mechanischer Energie zu Beginn des Mischvorgangs aufweist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bei der Bildung der leichten Gesteinskörnungen für das Formen der leichten Gesteinskörnungen keine zusätzlichen Granuliereinrichtungen, wie beispielsweise ein Granulierteller oder eine Granuliertrommel, als „formende" Mittel verwendet. Die leichten Gesteinskörnungen werden vielmehr direkt in dem Mischer bzw. Granulierer ohne weiteren Verfahrensschritt erzeugt. Für die Agglomeration, d. h. das Zusammenbacken, der feinen Partikel in der Reaktionsmischung während des Mischvorgangs wird die dabei frei werdende Hydratationsenergie genutzt, so dass keine Wärme von außen zugeführt werden muss.The Mix or granulate after addition of the water of reaction and the additive to the dry masterbatch takes place in a batch mixer or a continuous mixer, wherein a batch mixer preferably additionally agitators for the entry of mechanical energy at the beginning of the mixing process. According to the method of the invention become at formation of light aggregates for forming of lightweight aggregates No additional Granuliereinrichtungen, such as a granulating or a granulating drum, used as a "shaping" means. The light aggregates are rather directly in the mixer or granulator without further Process step generated. For the agglomeration, d. H. caking, fine particles in the reaction mixture during The mixing process becomes the released hydration energy used, so no heat from the outside supplied must become.

Das Granulieren erfolgt bei einer im Vergleich zum Mischen beim Zugeben des Reaktionswassers und des Additivs geringeren Drehzahl direkt im Mischer. Das Mischen bzw. Granulieren erfolgt solange, bis sich Pellets der leichten Gesteinskörnung bilden, üblicherweise 1,5 bis 5 min. Bei der Verwendung von Batchmischern beträgt die Mischdauer in der Regel 3 bis 5 min, insbesondere 4 bis 5 min. Bei der Verwendung von Durchlaufmischern hängt die Misch- und Granulierdauer direkt von der Drehzahl des Mischers und von der Dosiergeschwindigkeit des trocken vorgemischten Materials ab. Bei optimal eingestellten Parametern beträgt die Verweildauer im Durchlaufmischer zwischen 1,5 und 3 min.The Granulation occurs at one compared to mixing when adding the reaction water and the additive lower speed directly in the mixer. The mixing or granulation takes place until pellets the light aggregate form, usually 1.5 to 5 min. When using batch mixers, the mixing time is usually 3 to 5 minutes, especially 4 to 5 minutes. When using of continuous mixers hangs the mixing and granulation time directly from the speed of the mixer and the metering rate of the dry premixed material from. With optimally set parameters, the residence time in the continuous mixer is between 1.5 and 3 min.

Die am Ende des Misch- und Granulierschritts erhaltene leichte Gesteinskörnung kann ferner einer Fraktionierung unterzogen werden. Dazu können Siebvorrichtungen mit unterschiedlichen Maschen- und Lochabmessungen verwendet werden. Bevorzugte Siebvorrichtungen sind Drahtsiebe, Lochsiebe, Trommelsiebe und Siebdecks. Vorzugsweise wird die leichte Gesteinskörnung vor dem Fraktionieren zwischengelagert, besonders bevorzugt für mindestens 12 h, insbesondere für 12 bis 48 h, um die leichte Gesteinskörnung auszuhärten. Werden 12 h unterschritten, ist die leichte Gesteinskörnung nicht hart genug, so dass die Siebe verkleben. Werden 48 h überschritten, haften die Pellets der leichten Gesteinskörnung leicht aneinander und lassen sich beim Sieben nicht mehr gut voneinander lösen.The light aggregate obtained at the end of the mixing and granulating step may further be subjected to fractionation. For this purpose, sieve devices with different mesh and hole dimensions can be used. Preferred screening devices are wire screens, perforated screens, drum screens and screen decks. Preferably, the light aggregate is intermediately stored prior to fractionation, more preferably for at least 12 hours, especially 12 to 48 hours, to cure the light aggregate. If it falls below 12 h, the light aggregate is not hard enough so that the sieves stick together. If they are exceeded for 48 h, the pellets of the light aggregate easily adhere to one another and can no longer be separated well when sieving.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine durch das oben beschriebene Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnung. Die mittlere Korngröße der erfindungsgemäßen Gesteinskörnung beträgt typischerweise 0,1 bis 10 mm, insbesondere 1 bis 5 mm. Die Schüttdichte liegt üblicherweise im Bereich von 0,6 bis 1,7 kg/dm³, insbesondere im Bereich von 0,7 bis 1,2 kg/dm³. Die mittlere Kornrohdichte beträgt üblicherweise 0,9 bis 1,9 kg/dm³, insbesondere 1,0 bis 1,5 kg/dm³. Die Korneigenfestigkeit der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung liegt typischerweise im Bereich von 3,5 bis 25 N/mm², insbesondere 10 bis 20 N/mm².Another object of the present invention is a lightweight aggregate obtainable by the above-described method. The mean grain size of the aggregate according to the invention is typically 0.1 to 10 mm, in particular 1 to 5 mm. The bulk density is usually in the range of 0.6 to 1.7 kg / dm ³ , in particular in the range of 0.7 to 1.2 kg / dm ³ . The mean grain density is usually 0.9 to 1.9 kg / dm ³ , in particular 1.0 to 1.5 kg / dm ³ . The grain endurance of the lightweight aggregate according to the invention is typically in the range of 3.5 to 25 N / mm ² , in particular 10 to 20 N / mm ² .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung zur Herstellung von Baustoffen, die vorzugsweise die Norm nach DIN EN 13 0 55-1 erfüllen. Die fraktionierten leichten Gesteinskörnungen werden vorzugsweise nicht sofort, sondern frühestens nach 3 Tagen zur Herstellung der Baustoffe verwendet, da die leichten Gesteinskörnungen erst nach dieser Zeitdauer etwa 85% ihrer endgültigen Härte erreichen und die Hydratation weitgehend abgeschlossen ist. Werden die leichten Gesteinskörnungen früher verwendet, entziehen diese dem aushärtenden Baustoff, wie einem Stein, Reaktionswasser, was zu einer wesentlich geringeren Druckfestigkeit führt.One Another object of the present invention relates to the use the above-described light aggregate according to the invention Production of building materials, preferably the standard according to DIN EN 13 0 55-1 meet. The fractionated light aggregates are preferably not immediately, but at the earliest used after 3 days for the production of building materials, as the light aggregates only after this period reach about 85% of their final hardness and hydration is largely completed. Become the light aggregates earlier used, withdraw these the hardening building material, such as a Stone, water of reaction, resulting in a much lower pressure resistance leads.

Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen in Baustoffen ausgewählt aus Leichtestrich, Leichtmörtel, Leichtputz, Leichtbeton, insbesondere Leichtbeton LC 16/18 oder LC 20/28, Füllungen für Steine, Mauersteinen, Drainplatten und -schichten, Dämmplatten und -schichten, und Tragschichten unter Fußböden, insbesondere Tragschichten unter Industriefußböden, verwendet. Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnungen in Leichtestrich, Leichtmörtel, Leichtputz oder Leichtbeton eingesetzt.Preferably become the light weight according to the invention aggregates selected in building materials Light screed, light mortar, Lightweight plaster, lightweight concrete, especially lightweight concrete LC 16/18 or LC 20/28, fillings for stones, Bricks, drain boards and layers, insulation boards and layers, and Base courses under floors, in particular Base layers under industrial floors, used. Particularly preferred are the lightweight aggregates of the invention in light screed, light mortar, Light plaster or lightweight concrete used.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein zweites alternatives Verfahren zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung, eine durch dieses Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnung sowie deren Verwendung für Baustoffe.One second aspect of the present invention relates to a second alternative Process for producing a light aggregate, a obtainable by this method light aggregate as well as their use for Building materials.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung, die zusätzlich zu Zement und industriellen Nebenprodukten beschichtete Fasern enthält und ein Kornrohdichte von ≤ 2,0 kg/dm³ oder eine Schüttdichte von ≤ 1,2 kg/dm³ aufweist.Accordingly, another object of the present invention is an alternative process for producing a lightweight aggregate comprising fibers coated in addition to cement and industrial by-products and having a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ has.

Bei diesem Verfahren werden in einem ersten Schritt zunächst Fasern mit anorganischen Kristallen beschichtet, indem die Fasern mit ungelöschtem Kalk oder feinem Aluminiumpulver und Zement trocken vorgemischt und anschließend Reaktionswasser sowie ein oder mehrere erste Additive zugegeben werden, gefolgt vom Lagern zum Abkühlen und Ausreagieren der resultierenden beschichteten Fasern.at In a first step, fibers are used in this process coated with inorganic crystals by filling the fibers with quicklime or fine aluminum powder and cement premixed dry and then water of reaction and one or more first additives are added, followed from storage to cooling and reacting the resulting coated fibers.

Bei diesem exothermen Beschichtungsschritt, bei dem sich die Temperatur der Reaktionsmischung auf bis zu 90°C erhöhen kann, wachsen auf der Oberfläche der als Substrat wirkenden Fasern feinste anorganische Kristalle. So nehmen Kalk und Zement im feuchten Medium Kohlendioxid aus der Luft auf und werden zu Salzen der Kohlensäure (Carbonate). Entsprechend entstehen bei der alternativen Verwendung von feinem Aluminiumpulver Aluminosilikat-, Aluminiumcarbonat- und Aluminiumoxidkristalle. Die auf diese Weise mit Calciumcarbonat- und Calciumoxidkristallen bzw. Aluminosilikat- und Aluminiumcarbonat- und Aluminiumoxidkristallen beschichteten Fasern übernehmen in der nachfolgend hergestellten leichten Gesteinskörnung die Funktion von Armierungsprodukten und verleihen der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten, leichten Gesteinskörnung eine zusätzliche Biegezugfestigkeit bei reduziertem spezifischen Gewicht.at this exothermic coating step, in which the temperature the reaction mixture can increase to up to 90 ° C, grow on the surface of the as the substrate acting fibers finest inorganic crystals. So Take lime and cement in the humid medium carbon dioxide from the air on and become salts of carbonic acid (carbonates). Corresponding arise in the alternative use of fine aluminum powder Aluminosilicate, aluminum carbonate and alumina crystals. In this way with calcium carbonate and calcium oxide crystals or aluminosilicate and aluminum carbonate and aluminum oxide crystals coated fibers take over in the subsequently produced light aggregate the Function of reinforcing products and confer by the inventive method produced, lightweight aggregate an additional Flexural strength at reduced specific weight.

Das feine Aluminiumpulver, das anstelle von Kalk eingesetzt werden kann, führt aufgrund der höheren Reaktivität zu einer sehr feinen und homogenen anorgani schen Beschichtung, die noch besser ist als diejenigen mit ungelöschtem Kalk. Aluminiumpulver kann allerdings wegen der hohen Brand- und Explosionsgefahr nur mit größter Sorgfalt feucht verarbeitet werden.The fine aluminum powder that can be used instead of lime, leads due the higher reactivity to one very fine and homogeneous anorgani's coating, even better is as those with undeleted Lime. Aluminum powder can, however, because of the high fire and Danger of explosion only with the utmost care be processed moist.

Die Menge des in dem ersten Schritt verwendeten Zements, der wie oben definiert ist, beträgt vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere 12 bis 18 Gew.-% und besonders bevorzugt 16 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten. Die Menge des ungelöschten Kalks oder des feinen Aluminiumpulvers beträgt vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere 12 bis 18 Gew.-% und besonders bevorzugt 16 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten.The amount of cement used in the first step, as defined above, is preferably 10 to 20% by weight, more preferably 12 to 18% by weight, and most preferably 16% by weight, based on the total weight of all in the first Step added components. The amount of the quicklime or the fine aluminum powder is preferably 10 to 20% by weight, more preferably 12 to 18% by weight. and more preferably 16% by weight, based on the total weight of all components added in the first step.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Fasern sind vorzugsweise pflanzliche Fasern. Besonders geeignete Fasern sind Cellulosefasern. Am meisten bevorzugt werden Papierfangstoffe eingesetzt, insbesondere hochaufgeschlossene Papierfangstoffe. Die Fasern machen vorzugsweise 40 bis 75 Gew.-%, bevorzugter 50 bis 65 Gew.-%, insbesondere 55 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt 63 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten, aus.The in the process according to the invention fibers used are preferably vegetable fibers. Especially suitable fibers are cellulose fibers. Most preferred Used paper scraps, especially high-density paper scraps. The fibers preferably make 40 to 75 wt%, more preferably 50 to 65 wt .-%, in particular 55 to 60 wt .-% and particularly preferably 63 wt .-%, based on the total weight of all in the first step added components, from.

Als Reaktionswasser kann beispielsweise Leitungswasser in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten, zugegeben werden. Die Menge des zugegebenen Reaktionswasser variiert in Abhängigkeit der Restfeuchte in den im ersten Schritt zugegebenen nicht-flüssigen Komponenten, wobei die Gesamtmenge an Wasser, d. h. die Menge an Reaktionswasser und die Restfeuchte, 6 bis 9 Gew.-%, insbesondere 6 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten, ausmacht.When Reaction water can, for example, tap water in an amount from 1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 6 wt .-%, based on the Total weight of all components added in the first step added become. The amount of the reaction water added varies depending on the residual moisture in the non-liquid components added in the first step, the total amount of water, d. H. the amount of water of reaction and the residual moisture, 6 to 9 wt .-%, in particular 6 to 8 wt .-%, based on the total weight of all components added in the first step, accounts.

Das erste Additiv ist wie oben definiert. Ein besonders bevorzugtes erstes Additiv ist Natriumhypochlorid. Das Natriumhypochlorid wird üblicherweise als 0,1%-ige Lösung in dem Reaktionswasser verwendet. Die Menge des zugegebenen ersten Additivs macht maximal 0,3 Gew.-% der zugegebenen Menge an Reaktionswasser aus. Das erste Additiv wird folglich üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 0,25 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten, zugegeben.The first additive is as defined above. A particularly preferred The first additive is sodium hypochlorite. The sodium hypochlorite usually becomes as a 0.1% solution used in the reaction water. The amount of added first Additive makes a maximum of 0.3 wt .-% of the added amount of water of reaction out. The first additive is thus usually in an amount from 0.01 to 0.25 wt .-%, in particular 0.1 to 0.2 wt .-%, based to the total weight of all components added in the first step.

Das Reaktionswasser und das Additiv werden vorzugsweise als Mischung zu der trockenen Vormischung gegeben. Vor der Verwendung kann die Mischung des Reaktionswassers und des ersten Additivs auch in einem separaten Tank bevorratet werden.The Reaction water and the additive are preferably as a mixture added to the dry premix. Before use, the Mixing of the water of reaction and the first additive also in one be stored separately.

Die Menge des Reaktionswassers und des ersten Additivs richtet sich nach der in den Ausgangsmaterialien enthaltenen Restfeuchte und dem gewünschten Beschichtungsgrades. Wird die Reaktionsmischung zu nass oder zu wenig feucht angesetzt, findet das Abscheiden der Calciumcarbonat- und Calciumoxidkristalle nur unvollständig oder überhaupt nicht statt. Ein Fachmann kann die geeignete Menge an einzusetzendem Reaktionswasser und Additiv leicht durch Versuche ermitteln.The Quantity of water of reaction and the first additive depends after the residual moisture contained in the starting materials and the desired one Coating grade. If the reaction mixture becomes too wet or too not very moist, the precipitation of the calcium carbonate and calcium oxide crystals only incomplete or not at all. A specialist may be the appropriate amount of reaction water to be used and additive easily determined by experiments.

In dem ersten Schritt des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch wenigstens eine der oben definierten Verbrennungsschlacken oder -aschen in einer Menge von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt eingesetzten Komponenten, eingesetzt. Eine besonders bevorzugte Verbrennungsasche ist Flugasche. Hinsichtlich der Auswahl der im Einzelfall verwendeten Verbrennungsschlacken und -aschen gilt das oben Gesagte entsprechend.In the first step of the second method according to the invention is according to a preferred embodiment also at least one of the combustion slags defined above or -aschen in an amount of 0 to 40 wt .-%, preferably 10 to 30 wt .-%, in particular 30 wt .-%, based on the total weight all components used in the first step, used. A Particularly preferred combustion ash is fly ash. Regarding the selection of the individual incineration slag used and -as the above applies accordingly.

Vorzugsweise werden in dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren Fasern in einer Menge von 50 bis 65 Gew.-%, ungelöschter Kalk oder feines Aluminiumpulver in einer Menge von 12 bis 18 Gew.-%, Zement in einer Menge von 12 bis 18 Gew.-%, gegebenenfalls Verbrennungsschlacken und -aschen in eine Menge von 0 bis 5 Gew.-%, Reaktionswasser in eine Menge von 6 bis 9 Gew.-% und das erste Additiv in einer Menge von 0,1 bis 0,25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im ersten Schritt zugegebenen Komponenten, verwendet.Preferably become in the second process according to the invention fibers in one Amount of 50 to 65 wt .-%, quicklime or fine aluminum powder in an amount of 12 to 18% by weight, cement in an amount of 12 to 18 wt .-%, optionally incinerating slags and ash in an amount of 0 to 5% by weight, Reaction water in an amount of 6 to 9 wt .-% and the first additive in an amount of 0.1 to 0.25 wt .-%, based on the total weight all components added in the first step.

Das Lagern der resultierenden beschichteten Fasern erfolgt vorzugsweise für wenigstens 12 h, besonders bevorzugt für 12 bis 48 h und am meisten bevorzugt für 24 h. In dieser Zeit kommt es zu einem Ausreagieren der auf die oben beschriebene Art und Weise beschichteten Fasern, was sich im Hinblick auf die weitere Verarbeitung der Fasern positiv auswirkt. Der Schritt des Abkühlens und Lagerns ist erforderlich, da zu warmes Material die puzzolane Reaktion im Folgeschritt zur leichten Gesteinskörnung beschleunigen würde. Die leichten Gesteinskörnungen werden dann zu schnell hart und erreichen bei weitem nicht die angestrebten Korneigenfestigkeiten.The Storage of the resulting coated fibers is preferably carried out for at least 12 h, especially preferred for 12 to 48 hours, and most preferably for 24 hours. In this time comes it reacts in the manner described above coated fibers, resulting in regard to further processing the fibers have a positive effect. The step of cooling and storing is required because too warm material the pozzolanic reaction in the next step to light aggregate would accelerate. The light aggregates then become hard too fast and reach far from the intended ones Korn own strengths.

Das trockene Vormischen im ersten Schritt des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise bei einer Drehzahl von 100 bis 300 U/min, insbesondere bei einer Drehzahl von 150 bis 250 U/min, durchgeführt. Das trockene Vormischen im ersten Schritt erfolgt bis zur Homogenität, vorzugsweise für eine Zeitdauer von 1 bis 4 min, insbesondere für eine Zeitdauer von 1,5 bis 2 min. Vorzugsweise wird für das trockene Vormischen ein Batchmischer mit hohem Energieeintrag verwendet, der gegebenenfalls mit Agitatoren versehen ist.The dry premixing in the first step of the second process according to the invention is preferably carried out at a speed of 100 to 300 rpm, in particular at a speed of 150 to 250 rpm. The dry premixing in the first step takes place until homogeneous, preferably for a period of 1 to 4 minutes, in particular for a period of 1.5 to 2 minutes. Preferably, a high energy input batch mixer is used for dry premixing, optionally with agitators is provided.

Das Zugeben des Reaktionswassers und des ersten Additivs im ersten Schritt erfolgt kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum, vorzugsweise über 15 s bis 2 min, besonders bevorzugt über 30 bis 60 s. Während des Zugebens des Reaktionswassers und des Additivs wird vorzugsweise mit einer Drehzahl von 100 bis 300 U/min, insbesondere 150 bis 250 U/min, gemischt. Das Reaktionswasser und das erste Additiv werden dabei vorzugsweise über eine Düse in die Mischvorrichtung eingespritzt, wobei die Menge des eingespritzten Reaktionswassers und/oder Additivs beispielsweise mittels eines Durchflussmengenzählers erfasst werden kann.The Add the water of reaction and the first additive in the first step takes place continuously over a certain period of time, preferably over 15 seconds to 2 minutes, especially preferably over 30 to 60 s. While adding the reaction water and the additive is preferable at a speed of 100 to 300 U / min, in particular 150 to 250 Rpm, mixed. The water of reaction and the first additive are preferably over a nozzle injected into the mixing device, the amount of injected Reaction water and / or additive, for example by means of a The flow meter can be detected.

In einem zweiten Schritt des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zement und ein oder mehrere industrielle Nebenprodukte, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbrennungsschlacken und -aschen und Gesteinsmehl, zu den aus dem ersten Schritt erhaltenen beschichteten Fasern gegeben, das resultierende Gemisch trocken vorgemischt und dann Reaktionswasser und ein oder mehrere zweite Additive zu dem Gemisch gegeben, gefolgt vom Mischen und Granulieren der resultierenden Reaktionsmischung bis zur Bildung der leichten Gesteinskörnung.In a second step of the second method according to the invention is cement and one or more industrial by-products selected from the group consisting of incinerated slag and ash and rock flour, given to the coated fibers obtained from the first step, the resulting mixture is premixed dry and then water of reaction and one or more second additives are added to the mixture from mixing and granulating the resulting reaction mixture until the formation of the light aggregate.

Der Zement und das industrielle Nebenprodukt sind wie oben definiert. Als zweites Additiv können die oben bereits definierten Additive verwendet werden, wobei vorzugsweise Natriumhypochlorid, üblicherweise als 0,1%-ige Lösung in dem Reaktionswasser, eingesetzt wird. Ferner werden in dem zweiten Schritt des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens als industrielle Nebenprodukte bevorzugt Kesselsand und Gesteinsmehl und/oder Papierasche bzw. Kesselsand und/oder Gesteinsmehl und Papierasche verwendet. Hinsichtlich der Auswahl der im Einzelfall verwendeten industriellen Nebenprodukte gilt das oben Gesagte entsprechend. Auch die obigen Erläuterungen zum Einfluss des Zements, der industriellen Nebenprodukte, des Reaktionswassers und des Additivs auf die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften der erhaltenen leichten Gesteinskörnung gelten entsprechend für das zweite erfindungsgemäße Verfahren.Of the Cement and the industrial by-product are as defined above. As a second additive can the additives already defined above are used, preferably Sodium hypochlorite, commonly referred to as 0.1% solution in the reaction water, is used. Further, in the second Step of the second process according to the invention as industrial By-products preferred boiler sand and rock flour and / or paper ash or boiler edge and / or rock flour and paper ash used. With regard to the selection of industrial products used on a case-by-case basis By-products, the above applies accordingly. Also the above Explanations to the influence of cement, industrial by-products, water of reaction and of the additive on the physical and / or chemical properties the obtained light aggregate apply accordingly for the second inventive method.

Die Menge des Zements beträgt vorzugsweise 7 bis 12 Gew.-%, insbesondere 9 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im zweiten Schritt zugegebenen Komponenten. Die Menge des industriellen Nebenprodukts macht vorzugsweise 10 bis 65 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im zweiten Schritt zugegebenen Komponenten aus. Der Anteil der beschichteten Fasern beträgt vorzugsweise 10 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im zweiten Schritt zugegebenen Komponenten.The Amount of cement is preferably 7 to 12% by weight, in particular 9 to 10% by weight, especially preferably 10% by weight, based on the total weight of all in the second Step added components. The amount of industrial by-product preferably makes 10 to 65% by weight, in particular 20 to 40% by weight, based on the total weight of all added in the second step Components off. The proportion of the coated fibers is preferably 10 to 65 wt .-%, particularly preferably 20 to 40 wt .-%, based on the total weight of all components added in the second step.

Das Reaktionswasser wird vorzugsweise in einer Menge von 15 bis 26 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 18 bis 20 Gew.-%, zugegeben. Die Menge des zugegebenen zweiten Additivs macht maximal 0,2 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller im zweiten Schritt zugegebenen Komponenten, aus. Die Menge des im Einzelfall zugegebenen Reaktionswassers und Additivs, richtet sich in erster Linie nach dem Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials, der Konzentration bestimmter Komponenten im Ausgangsmaterial und den gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften der herzustellenden, leichten Gesteinskörnung und kann von einem Fachmann leicht durch entsprechende Versuche bestimmt werden.The Water of reaction is preferably in an amount of 15 to 26 wt .-%, particularly preferably in an amount of 18 to 20 wt .-%, added. The amount of added second additive does not exceed 0.2% by weight, preferably 0.01 to 0.2% by weight, in particular 0.1 to 0.2% by weight, based on the total weight of all added in the second step Components, off. The amount of reaction water added in an individual case and additives, depends primarily on the moisture content of the starting material, the concentration of certain components in the starting material and the desired chemical and physical properties of the product to be produced, light aggregate and can be easily determined by a person skilled in the art by appropriate experiments be determined.

Das Reaktionswasser und das Additiv werden vorzugsweise als Mischung zu der trockenen Vormischung im zweiten Schritt gegeben. Die Mischung des Reaktionswassers und des zweiten Additivs kann vor der Verwendung auch in einem separaten Tank bevorratet werden.The Reaction water and the additive are preferably as a mixture given to the dry premix in the second step. The mixture the reaction water and the second additive may be before use also be stored in a separate tank.

Die Menge des verwendeten Reaktionswassers und die Menge und Art des verwendeten Additivs beeinflussen direkt die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen leichten Gesteinskörnung. So kann durch das Reaktionswasser insbesondere die Korngrößenverteilung, die Korneigenfestigkeit und die Wasseraufnahme beeinflusst werden, während das Additiv sich insbesondere auf die Schüttdichte, die Kornrohdichte, die Korngrößenverteilung und den λ-Wert auswirken.The Amount of water of reaction used and the amount and type of used additives directly affect the physical properties the obtained light aggregate. So can by the reaction water in particular the particle size distribution, the grain endurance and water absorption are influenced, while the additive is in particular based on the bulk density, the grain density, the particle size distribution and the λ value impact.

Neben der Menge und Art der Ausgangsmaterialien und der flüssigen Komponenten, d. h. des Reaktionswassers und des Additivs, kommt der verwendeten Mischtechnik auch im Falle des zweiten Schrittes des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens eine wichtige Bedeutung bei der erfindungsgemäßen Herstellung von leichten Gesteinskörnungen zu, da dadurch die physikalischen Eigenschaften der letztlich erhaltenen Gesteinskörnung mitbeeinflusst werden. Das oben in Zusammenhang mit der Misch technik Gesagte gilt daher entsprechend auch für das zweite erfindungsgemäße Verfahren.Next the amount and type of starting materials and liquid components, d. H. of the water of reaction and the additive, comes the used Mixed technique also in the case of the second step of the second method according to the invention an important importance in the production of light according to the invention aggregates because, as a result, the physical properties of the ultimately obtained aggregate be influenced. The above in connection with the mixing technique The above applies accordingly also for the second method according to the invention.

Das trockene Vormischen im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen zweiten Verfahrens erfolgt bis zur Homogenität, vorzugsweise für eine Zeitdauer von 2 bis 6 min, insbesondere für eine Zeitdauer von 2 bis 4 min. Die Drehzahl beträgt vorzugsweise 100 bis 300 U/min, besonders bevorzugt 250 bis 300 U/min. Als Mischvorrichtung eignen sich insbesondere handelsübliche vertikale oder horizontale Einwellenmischer, die gegebenenfalls mit zusätzlichen Agitatoren ausgestattet sind. Falls Agitatoren verwendet werden, werden diese vorzugsweise am Anfang des Mischens der trockenen Vormischung für eine Zeitdauer von 3 min bei einer Drehzahl von 250 U/min bis 300 U/min zugeschaltet und danach bei einer Drehzahl von 150 bis 250 U/min für 3 min ohne Agitatoren weitergemischt.The dry premixing in the second step of the second invention Process is carried out to homogeneity, preferably for a period of time from 2 to 6 min, especially for a period of 2 to 4 minutes. The speed is preferably 100 to 300 rpm, more preferably 250 to 300 rpm. As a mixing device in particular commercial ones are suitable vertical or horizontal single shaft mixers, if necessary with additional Agitators are equipped. If agitators are used, These are preferably at the beginning of mixing the dry premix for one Duration of 3 minutes at a speed of 250 rev / min to 300 rev / min switched on and then at a speed of 150 to 250 U / min for 3 min continued agitators without agitators.

Das Zugeben des Reaktionswasser und des zweiten Additivs erfolgt vorzugsweise unter Rühren bzw. Mischen, beispielsweise in einem Batch- oder Durchlaufmischer mit optionalen Agitatoren, bei einer Drehzahl von 150 bis 750 U/min, insbesondere 200 bis 550 U/min. Wird ein Batchmischer verwendet beträgt die Drehzahl vorzugsweise 200 bis 250 U/min. Die flüssigen Komponenten werden kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum, üblicherweise 10 s bis 2 min, insbesondere 20 s bis 60 s, zugegeben. Bei der Verwendung eines Durchlaufmischers beträgt die Drehzahl vorzugsweise 350 bis 550 U/min.The Adding the reaction water and the second additive is preferably carried out with stirring or mixing, for example in a batch or continuous mixer with optional agitators, at a speed of 150 to 750 rpm, especially 200 to 550 rpm. If a batch mixer is used is the speed is preferably 200 to 250 rpm. The liquid components be continuously over a certain period, usually 10 seconds to 2 minutes, especially 20 seconds to 60 seconds. When using a continuous mixer is the speed is preferably 350 to 550 rpm.

Das Reaktionswasser und das zweite Additiv werden vorzugsweise über eine Düse in die Mischvorrichtung eingespritzt, wobei die Menge des eingespritzten Reaktionswassers und/oder Additivs beispielsweise mittels eines Durchflussmengenzählers erfasst werden kann.The Reaction water and the second additive are preferably via a Nozzle in injected the mixing device, the amount of injected Reaction water and / or additive, for example by means of a The flow meter can be detected.

Der Schritt des Mischens und Granulierens bis zur Bildung der leichten Gesteinskörnung erfolgt vorzugsweise für eine Zeitdauer von 3 bis 5 min, insbesondere für eine Zeitdauer von 3 bis 4 min. Die Drehzahl bei diesem Misch- bzw. Granulierschritt liegt im Bereich von 150 bis 750 U/min, insbesondere 200 bis 550 U/min. Bei Verwendung eines Batchmischers beträgt die Drehzahl vorzugsweise 200 bis 250 U/min. Wird ein Durchlaufmischer verwendet, beträgt die Drehzahl vorzugsweise 350 bis 750 U/min, insbesondere 550 U/min. Auch in diesem Fall wird für das Agglomerieren der Partikel die freiwerdende Hydratationsenergie genutzt, so dass keine zusätzliche Wärme von Außen zugeführt werden muss. Für diesen Schritt können herkömmliche Batchmi scher, die gegebenenfalls mit Agitatoren für einen zusätzlichen Energieeintrag versehen sind, oder Durchlaufmischer verwendet werden.Of the Step of mixing and granulating until the formation of the light aggregate is preferably for a period of 3 to 5 minutes, especially for a period of 3 to 4 min. The speed at this mixing or granulating step is in the range of 150 to 750 rpm, in particular 200 to 550 rpm. When using a batch mixer, the speed is preferably 200 to 250 rpm. If a continuous mixer is used, the speed is preferably 350 to 750 rpm, in particular 550 rpm. Also in this case will be for agglomeration of the particles releases the hydration energy used, so no extra Heat from Outside supplied must become. For can take this step conventional batch mixers, optionally provided with agitators for an additional energy input are used, or continuous mixers.

Die erhaltene leichte Gesteinskörnung kann des Weiteren einer Fraktionierung unterzogen werden. Dabei können Siebvorrichtungen mit unterschiedlichen Maschen- und Lochabmessungen verwendet werden. Bevorzugte Siebvorrichtungen sind Drahtsiebe, Lochsiebe, Trommelsiebe und Siebdecks. Vorzugsweise wird die leichte Gesteinskörnung aus den oben genannten Gründen vor dem Fraktionieren zwischengelagert, vorzugsweise für mindestens 12 h, insbesondere für 12 bis 48 h.The obtained light aggregate may also be subjected to fractionation. there can Screening devices with different mesh and hole dimensions be used. Preferred screening devices are wire screens, Perforated sieves, drum sieves and sieve decks. Preferably, the light aggregate for the reasons mentioned above stored before fractionating, preferably for at least 12 h, especially for 12 to 48 h.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine durch das oben beschriebene, zweite erfindungsgemäße Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnung. Die mittlere Korngröße dieser erfindungsgemäßen Gesteinskörnung beträgt typischerweise 0,1 bis 10 mm, insbesondere 1 bis 5 mm. Die Schüttdichte liegt üblicherweise im Bereich von 0,6 bis 1,4 kg/dm³, insbesondere im Bereich von 0,7 bis 1,0 kg/dm³. Die mittlere Kornrohdichte beträgt üblicherweise 0,8 bis 1,7 kg/dm³, insbesondere 0,9 bis 1,4 kg/dm³. Die Korneigenfestigkeit der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung liegt typischerweise im Bereich von 3,5 bis 25 N/mm², insbesondere 10 bis 20 N/mm².Another object of the present invention is a lightweight aggregate obtainable by the above-described second method of the invention. The mean grain size of this aggregate according to the invention is typically 0.1 to 10 mm, in particular 1 to 5 mm. The bulk density is usually in the range of 0.6 to 1.4 kg / dm ³ , in particular in the range of 0.7 to 1.0 kg / dm ³ . The mean grain density is usually 0.8 to 1.7 kg / dm ³ , in particular 0.9 to 1.4 kg / dm ³ . The grain endurance of the lightweight aggregate according to the invention is typically in the range of 3.5 to 25 N / mm ² , in particular 10 to 20 N / mm ² .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung zur Herstellung von Baustoffen, die vorzugsweise die Norm nach DIN EN 13 0 55-1 erfüllen. Bevorzugte Beispiele hierfür sind Leichtestrich, Leichtmörtel, Leichtputz, Leichtbeton, insbesondere Leichtbeton LC 16/18 oder LC 20/28, Füllungen für Steine, Mauersteine, Drainplatten und -schichten, Dämmplatten und -schichten, und Tragschichten unter Fußböden, insbesondere Tragschichten unter Industriefußböden Die vor oder nach dem Fraktionieren erhaltene leichte Gesteinskörnung wird vorzugsweise nicht sofort, sondern aus den oben genannten Gründen erst nach wenigstens 3 Tagen für die Herstellung der oben genannten Baustoffe verwendet.One Another object of the present invention relates to the use the above-described light aggregate according to the invention Production of building materials, preferably the standard according to DIN EN 13 0 55-1 meet. Preferred examples thereof are light screed, light mortar, Lightweight plaster, lightweight concrete, especially lightweight concrete LC 16/18 or LC 20/28, fillings for stones, Bricks, drain boards and layers, insulation boards and layers, and Base courses under floors, in particular Substrate layers under industrial floors The becomes light aggregate obtained before or after fractionating preferably not immediately, but only for the reasons mentioned above after at least 3 days for the Production of the above building materials used.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein drittes alternatives Verfahren zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung mit einer Kornrohdichte von ≤ 2,0 kg/dm³ oder einer Schüttdichte von ≤ 1,2 kg/dm³, eine durch dieses Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnung sowie deren Verwendung für Baustoffe.A third aspect of the present invention relates to a third alternative process for producing a light aggregate having a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ , a light aggregate obtainable by this process, and the like Use for building materials.

Ein dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demzufolge ein drittes alternatives Verfahren zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung aus Zement, Kalkhydrat, Silicium- und/oder Aluminiumoxidpartikeln und gegebenenfalls einem oder mehreren industriellen Nebenprodukten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbrennungsschlacken und -aschen und Gesteinsmehl.A third object of the present invention is therefore a third alternative process for producing a lightweight aggregate of cement, hydrated lime, silicon and / or alumina Parti and optionally one or more industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and rock flour.

Bei diesem alternativen Verfahren werden zunächst Zement, Kalkhydrat, Silicium- und/oder Aluminiumoxidpartikel und gegebenenfalls das eine oder die mehreren industriellen Nebenprodukte trocken vorgemischt, anschließend Reaktionswasser und ein oder mehrere Additive zugegeben und die resultierende Reaktionsmischung unter Einschluss von Luft in die Reaktionsmischung, ausschließlich durch Rühren, bis zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis gemischt. Dann wird der Mineralbrei in eine Form überführt und in der Form ausgehärtet, um einen mineralischen Schaumblock zu bilden. Anschließend wird der in der Form gebildete, mineralische Schaumblock ausgeschalt und zerkleinert, um eine leichte Gesteinskörnung mit der gewünschten Form und Größe zu erhalten.at In this alternative method, cement, hydrated lime, silicon and / or aluminum oxide particles are first of all used and optionally the one or more industrial by-products premixed dry, then Reaction water and one or more additives added and the resulting reaction mixture including air in the Reaction mixture, exclusively by stirring, mixed until the formation of a foamy mineral mash. Then it will be the mineral pulp is transformed into a mold and cured in the mold, to form a mineral foam block. Subsequently, will the formed in the form of mineral foam block turned off and crushed to a light aggregate with the desired To get shape and size.

Bevorzugte Silicium- und/oder Aluminiumoxidpartikel weisen eine Partikelgröße von weniger als 90 μm auf. Geeignete Siliciumoxidpartikel sind feine Fraktionen von Quarzsand. Geeignete Aluminiumoxidpartikel sind feine Fraktionen von kalziniertem Bauxit. Die Silicium- und/oder Aluminiumoxidpartikel machen vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, insbesondere 40 bis 55 Gew.-% und besonders bevorzugt 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung des Mineralbreis zugegebenen Komponenten, aus.preferred Silicon and / or alumina particles have a particle size of less as 90 μm on. Suitable silica particles are fine fractions of quartz sand. Suitable alumina particles are fine fractions of calcined Bauxite. The silicon and / or alumina particles preferably make 40 to 60 wt .-%, in particular 40 to 55 wt .-% and particularly preferably 50 wt .-%, based on the total weight of the formation of the mineral pulp added components, from.

Der Zement und ist wie oben definiert und wird vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 12 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 24 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung des Mineralbreis zugegebenen Komponenten, eingesetzt.Of the Cement and is as defined above and is preferably in one Amount of 10 to 30 wt .-%, preferably in an amount of 12 to 25 wt .-%, particularly preferably 20 to 24 wt .-%, based on the total weight the components added to form the mineral pulp.

Das Kalkhydrat wird üblicherweise in einer Menge von 10 bis 30 Gew-.%, vorzugsweise in einer Menge von 20 bis 30 Gew.-% eingesetzt.The Lime hydrate becomes common in an amount of 10 to 30% by weight, preferably in an amount from 20 to 30 wt .-% used.

Bevorzugte industrielle Nebenprodukte, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind wie oben definiert. Besonders gut geeignet sind diverse Quarzsande. Es können insbesondere auch Gemische wenigstens einer der oben definierten Verbrennungsschlacken bzw. -aschen und einem Gesteinsmehl mit hohem Quarzsandanteil verwendet werden. Die Menge des eingesetzten industriellen Nebenprodukts beträgt 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis zugegebenen Komponenten.preferred industrial by-products used in the process of the invention can be used are as defined above. Particularly suitable are various quartz sands. It can in particular also mixtures of at least one of those defined above Combustion slag or ash and a rock meal with high Quartz sand content can be used. The amount of industrial by-product used is 0 to 40 wt .-%, in particular 20 to 40 wt .-%, preferably 30 to 40 wt .-%, based on the total weight of the formation of a frothy mineral pulp added components.

Bevorzugt werden in der trockenen Vormischung 48 bis 56 Gew.-% Siliciumoxidpartikel, üblicherweise in Form eines sehr feinen Quarzsands, 22 bis 26 Gew.-% Kalkhydrat und 22 bis 26 Gew.-% Zement, bezogen auf das Gesamtgewicht der trockenen Vormischung, verwendet.Prefers In the dry premix 48 to 56 wt .-% silica particles, usually in Form of a very fine quartz sand, 22 to 26 wt .-% hydrated lime and 22 to 26 wt .-% cement, based on the total weight of the dry Premix used.

Als Additiv können beispielsweise Fließmittel, Erstarrungsbeschleuniger und Sedimentationsreduzierer eingesetzt werden. Das Additiv wird vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis zugegebenen Komponenten, verwendet.When Additive can for example, flow agents, Solidification accelerator and Sedimentationsreduzierer used become. The additive is preferably in an amount of 0.1 to 3 wt .-%, in particular in an amount of 1 to 3 wt .-%, especially preferably in an amount of 2% by weight, based on the total weight the components added to form a foamy mineral mash, used.

Das Reaktionswasser ist beispielsweise Leitungswasser und wird in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis zugegebenen Komponenten, zugegeben.The Reaction water is for example tap water and is in a Amount of 1 to 15 wt .-%, in particular in an amount of 1 to 10 wt .-%, preferably in an amount of 5 to 10 wt .-%, based on the total weight of the formation of a foamy mineral mash added components added.

In dem Schritt des trockenen Vormischens kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Verkürzung der Aushärtungszeit zusätzlich auch Aluminiumhydroxid, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 5 Gew.-%, insbesondere 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis zugegebenen Komponenten, eingesetzt werden.In the step of dry premixing can according to a preferred embodiment for shortening the curing time additionally also aluminum hydroxide, preferably in an amount of 2 to 5 wt .-%, in particular 3 wt .-%, based on the total weight of the formation a foamy Mineralbreis added components used become.

Besonders bevorzugt wird zur Herstellung einer leichten Gesteinskörnung gemäß dem dritten erfindungsgemäßen Verfahren Zement in einer Menge von 12 bis 24 Gew.-%, insbesondere 22 bis 24 Gew.-%, Kalkhydrat in einer Menge von 22 bis 25 Gew.-%, Silicium- und/oder Aluminiumoxidpartikel in einer Menge von 40 bis 50 Gew.-%, Aluminiumhydroxid in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-%, Reaktionswasser in einer Menge von 5 bis 10 Gew.-% und Additiv in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Bildung des schaumigen Mineralbreis zugegebenen Komponenten, eingesetzt.Cement in an amount of 12 to 24% by weight, in particular 22 to 24% by weight, of hydrated lime in an amount of 22 to 25% by weight, silicon, is particularly preferred for producing a light aggregate according to the third process of the invention. and / or alumina particles in an amount of 40 to 50 wt .-%, aluminum hydroxide in an amount of 0 to 5 wt .-%, water of reaction in an amount of 5 to 10 wt .-% and additive in an amount of 1 to 3 Wt .-%, based on the total weight of zur Formation of the foamy Mineralbreis added components used.

Die Menge des im Einzelfall zugegebenen Reaktionswassers und Additivs, richtet sich in erster Linie nach dem Feuchtigkeitsgehalt des Ausgangsmaterials sowie der Konzentration bestimmter Komponenten im Ausgangsmaterial und den gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften der herzustellenden, leichten Gesteinskörnung und kann von einem Fachmann leicht durch entsprechende Versuche bestimmt werden.The Amount of reaction water and additive added in a particular case, depends primarily on the moisture content of the starting material and the concentration of certain components in the starting material and the desired one chemical and physical properties of the produced, light aggregate and can be easily determined by a person skilled in the art by appropriate experiments be determined.

Neben der Menge und Art der Ausgangsmaterialien und des Reaktionswassers bzw. Additivs, kommt der verwendeten Mischtechnik auch im Falle des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens eine wichtige Bedeutung bei der erfindungsgemäßen Herstellung von leichten Gesteinskörnungen zu, da dadurch die physikalischen Eigenschaften wie oben bereits beschrieben mitbeeinflusst werden. Das oben in Zusammenhang mit der Mischtechnik Gesagte gilt daher entsprechend auch für das dritte erfindungsgemäße Verfahren.Next the amount and type of starting materials and water of reaction or additive, the mixing technique used also comes in the case of the third method according to the invention an important importance in the production of light according to the invention aggregates because, as a result, the physical properties as above described be influenced. The above in connection with the Mixed technique therefore applies accordingly also for the third inventive method.

Die Mischschritte des dritten erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen unter Verwendung spezieller Doppelwellenmischer, welche beispielsweise gegenläufige Rührwerkzeuge und zusätzliche Agitatoren aufweisen.The Mixing steps of the third method according to the invention take place Use of special double-shaft mixer, which for example opposing agitators and additional Having agitators.

Das trockene Vormischen im dritten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bis zur Homogenität, üblicherweise für eine Zeitdauer von 2 bis 5 min, insbesondere für eine Zeitdauer von 2 bis 4 min. Die Drehzahl beim Mischen der trockenen Vormischung liegt vorzugsweise im Bereich von 500 bis 700 U/min. Besonders bevorzugt wird für 3 min bei 600 U/min trocken vorgemischt.The Dry premixing in the third process according to the invention takes place up to Homogeneity, usually for one Duration of 2 to 5 minutes, especially for a period of 2 to 4 min. The speed when mixing the dry premix is preferably in the range of 500 to 700 rpm. Especially preferred is for Dry premixed at 600 rpm for 3 minutes.

Das Zugeben des Reaktionswasser und des Additivs erfolgt vorzugsweise unter Rühren bzw. Mischen bei einer Drehzahl von 500 bis 700 U/min, insbesondere 600 U/min. Die flüssigen Komponenten werden dabei kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum, üblicherweise 2 bis 6 min, insbesondere 3 bis 5 min, zugegeben. Das Reaktionswasser und das Additiv werden dabei vorzugsweise über eine Düse in die Mischvorrichtung eingespritzt, wobei die Menge des eingespritzten Reaktionswassers und/oder Additivs beispielsweise mittels eines Durchflussmengenzählers erfasst werden kann.The Adding the water of reaction and the additive is preferably carried out with stirring or mixing at a speed of 500 to 700 U / min, in particular 600 rpm. The liquid ones Components become continuous over a period of time, usually 2 to 6 minutes, especially 3 to 5 minutes added. The reaction water and the additive are preferably injected via a nozzle into the mixing device, wherein the amount of the injected reaction water and / or additive For example, by means of a flow meter can be detected.

Das Mischen der nach Zugabe der flüssigen Komponenten resultierenden Reaktionsmischung bis zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis erfolgt üblicherweise für 3 bis 8 min, insbesondere für 4 min. Die Drehzahl beträgt vorzugsweise 500 bis 700 U/min, besonders bevorzugt 600 U/min. Um möglichst viel mechanische Energie und damit Luft in die Mischung zu bringen, ist der Einsatz von speziellen Doppelwellenmischern, gegebenenfalls mit zusätzlichen Agitatoren, erforderlich.The Mix the after adding the liquid Components resulting reaction mixture until the formation of a frothy mineral mash is usually done for 3 to 8 min, especially for 4 min. The speed is preferably 500 to 700 rpm, more preferably 600 rpm. Around preferably a lot of mechanical energy and thus to bring air into the mixture is the use of special twin-shaft mixers, if necessary with additional Agitators, required.

Bei dem Schritt des Mischens der Reaktionsmischung bis zur Bildung eines schaumigen Mineralbreis wird Luft in den Mineralbrei eingeschlossen, wodurch nach dem Aushärten Luftporen entstehen. Das Maß des Lufteintrags in den Mineralbrei kann über eine große Bandbreite eingestellt werden. Diese Luftporen werden ausschließlich durch Rühren und dem damit verbundenen, hohen mechanischen Eintrag von Energie erreicht. Zusätzliche Härter, wie Wasserglas oder ähnliche Verbindungen, sind nicht erforderlich.at the step of mixing the reaction mixture to form a frothy mineral pulp, air is trapped in the mineral pulp, whereby after curing Air pores arise. The measure of air intake in the mineral porridge can over a big Bandwidth can be adjusted. These air pores are exclusively by stir and the associated high mechanical input of energy reached. additional Harder, like water glass or similar Connections are not required.

Der nach dem Mischen erhaltene schaumige Mineralbrei wird zum Aushärten in eine Form überführt. Die Form kann irgendeine geeignete Form sein, wobei diese vorzugsweise trennbar ist. Das Aushärten erfolgt für mindestens 12 h, insbesondere 15 bis 72 h.Of the After mixing, frothy mineral mash is used to harden in a form transferred. The Shape may be any suitable shape, these preferably is separable. The curing done for at least 12 h, in particular 15 to 72 h.

Der in der Form gebildete, ausgehärtete mineralische Schaumblock wird nach dem Ausschalen einer Zerkleinerungsbehandlung, wie Brechen, unterzogen. Die durch Brechen erhaltenen, leichten Gesteinskörnungen können des Weiteren einer Fraktionierung unterzogen werden. Dazu können Siebvorrichtungen mit unterschiedlichen Maschen- und Lochabmessungen verwendet werden. Bevorzugte Siebvorrichtungen sind Drahtsiebe, Lochsiebe, Trommelsiebe und Siebdecks.Of the formed in the mold, cured mineral foam block becomes after stripping a crushing treatment, like breaking, subjected. The obtained by breaking, light aggregates can further subjected to fractionation. These can be sieve devices be used with different mesh and hole dimensions. Preferred screening devices are wire screens, perforated screens, drum screens and screen decks.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine durch das dritte erfindungsgemäße Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnung. Die mittlere Korngröße der erfindungsgemäßen Gesteinskörnung beträgt typischerweise 0,1 bis 10 mm, insbesondere 1 bis 5 mm. Die Schüttdichte liegt üblicherweise im Bereich von 0,3 bis 0,9 kg/dm³, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 0,7 kg/dm³. Die mittlere Kornrohdichte beträgt üblicherweise 0,4 bis 1,1 kg/dm³, insbesondere 0,5 bis 0,9 kg/dm³. Die Korneigenfestigkeit der erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung liegt typischerweise im Bereich von 3,5 bis 4,5 N/mm², insbesondere im Bereich von 4,0 bis 4,5 N/mm².Another object of the present invention is a lightweight aggregate obtainable by the third process of the present invention. The mean grain size of the aggregate according to the invention is typically 0.1 to 10 mm, in particular 1 to 5 mm. The bulk density is usually in the range of 0.3 to 0.9 kg / dm ³ , in particular in the range of 0.4 to 0.7 kg / dm ³ . The mean grain density is usually 0.4 to 1.1 kg / dm ³ , in particular 0.5 to 0.9 kg / dm ³ . The grain endurance of the lightweight aggregate of the present invention is typically in the range of 3.5 to 4.5 N / mm ² , more preferably in the range of 4.0 to 4.5 N / mm ² .

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen leichten Gesteinskörnung zur Herstellung von Baustoffen, die vorzugsweise die Norm nach DIN EN 13 0 55-1 erfüllen. Die vor oder nach dem Fraktionieren erhaltene leichte Gesteinskörnung wird vorzugsweise nicht sofort, sondern aus den oben genannten Gründen erst nach wenigstens 3 Tagen für die Herstellung der oben genannten Baustoffe verwendet.One Another object of the present invention relates to the use the above-described light aggregate according to the invention Production of building materials, preferably the standard according to DIN EN 13 0 55-1 meet. The light aggregate obtained before or after the fractionation is preferably not immediately, but for the reasons mentioned above only after at least 3 Days for used the preparation of the above building materials.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße leichte Gesteinskörnung in Leichtestrich, Leichtmörtel, Leichtputz, Leichtbeton, insbesondere Leichtbeton LC 16/18 oder LC 20/28, Füllungen für Steine, Mauersteinen, Drainplatten und -schichten, Dämmplatten und -schichten, und Tragschichten unter Fußböden, insbesondere Tragschichten unter Industriefußböden, eingesetzt.Prefers is the light according to the invention aggregate in light screed, light mortar, Lightweight plaster, lightweight concrete, especially lightweight concrete LC 16/18 or LC 20/28, fillings for stones, Bricks, drain boards and layers, insulation boards and layers, and Base courses under floors, in particular base courses used under industrial floors.

Claims

A method of producing a lightweight, homogeneously constructed aggregate, comprising the steps of: a) dry premixing all cement and one or more industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and rock flour, b) adding water of reaction and one or more c) the resulting reaction mixture, from 8 to 14 wt .-% cement, 60 to 90 wt .-% industrial by-products and 1 to 30 wt .-% water of reaction and 0 , 01 to 1.0 wt .-% additive, based on the total weight of the components added in steps a) and b), without the use of an additional granulator until the formation of light aggregate with a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ^{3 is} further mixed and granulated.

The method of claim 1, wherein the industrial By-product of the group consisting of boiler sand, coal coke, Fly ash, paper ash and oven filter dust is selected.

The method of claim 1 or 2, wherein the additive from the group consisting of flow agents, pore formers, foaming agents, Solidification accelerators and Sedimentationsreduzierern is selected.

The method of any one of claims 1 to 3, further comprising the step d) of fractionating the light weight obtained in step c) Aggregate.

The method of claim 4 wherein the light aggregate is present the fractionation for Is stored for 12 to 48 hours.

Lightweight aggregate obtainable by the process according to any one of claims 1 to 5, wherein the light aggregate has a mean particle size of 0.1 to 10 mm, a bulk density of 0.6 to 1.7 kg / dm ³ , a mean grain density of 0 , 9 to 1.9 kg / dm ³ and a Korneigenfestigkeit of 3.5 to 25 N / mm ² .

Use of the lightweight aggregate according to claim 6 for the production of building materials.

Use according to claim 7, wherein the building material the group consisting of light screed, light mortar, light plaster, lightweight concrete, fillings for stones, Bricks, drain plates and layers, dam plates and layers, and base courses under floors.

A process for producing a light aggregate, comprising the steps of: a) dry premixing fibers and quicklime or fine aluminum powder, and cement; b) adding water of reaction and one or more first additives to form with calcium carbonate, calcium oxide, or C) bearings for cooling and reacting the coated fibers, d) adding cement and one or more industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and Rock flour, to the coated fibers, e) dry premixing of the resulting mixture, f) adding reaction water and one or more second additives to the mixture, and g) mixing and granulating the resulting reaction mixture until a light aggregate having a grain density of ≤ is formed 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ .

A method according to claim 9, wherein said fibers are vegetable Fibers are used.

The method of claim 10, wherein cellulose fibers be used.

The method of claim 11, wherein as cellulose bevels high-density paper scraps are used.

Method according to one of claims 9 to 12, wherein the industrial By-product of the group consisting of boiler sand, coal coke, Fly ash, paper ash and oven filter dust.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein the first and the second additive selected from the group consisting of flow agents, Pore formers, foaming agents, solidification accelerators and sedimentation reducers selected become.

The method of claim 14, wherein as the first additive Sodium hypochlorite is used.

A method according to any one of claims 9 to 15, wherein in step a) also incineration slags and ash are used.

The method of claim 16, wherein as combustion ash Fly ash is used.

Method according to one of claims 9 to 17, wherein in the Steps a) and b) the fibers in an amount of 40 to 75 wt .-%, the undeleted Lime or the fine aluminum powder in an amount of 10 to 20% by weight, the cement in an amount of 10 to 20 wt .-%, optionally used incineration slags and ash in an amount of 0 to 40 wt .-%, the reaction water in an amount of 1 to 10 Wt .-% and the first additive in an amount of 0.01 to 0.25 wt .-%, based on the total weight of the added in steps a) and b) Components are used.

Method according to one of claims 9 to 17, wherein in the Steps d) and f) the cement in an amount of 7 to 12 wt .-%, the industrial by-product in an amount of 10 to 65% by weight, the coated fibers in an amount of 10 to 65 wt .-%, the Reaction water in an amount of 15 to 26 wt .-% and the second Additive in an amount of 0.01 to 0.2 wt .-%, based on the Total weight of the components added in steps d) and f) be used.

A method according to any one of claims 9 to 19, wherein the dry Premixing in step a) in a mixer for a period of 1 to 4 min and / or at a speed of 100 to 300 U / min.

The method of any of claims 9 to 20, wherein adding the reaction water and the first additive in step b) with mixing in a mixer over 15 seconds to 2 minutes and / or at a speed of 100 to 300 rpm he follows.

A method according to any one of claims 9 to 21, wherein the dry Premixing in step e) in a mixer for a period of 2 to 6 min and / or at a speed of 100 to 300 U / min.

A method according to any one of claims 9 to 22, wherein adding the reaction water and the additive in step f) with mixing in a mixer for a period of 10 seconds to 2 minutes and / or at a speed of 150 to 750 rpm.

A method according to any one of claims 9 to 23, wherein the mixing and granulating in step g) in a mixer for a period of time from 3 to 5 min and / or at a speed of 150 to 750 rev / min.

Method according to one of claims 9 to 24, wherein the storage in step c) for at least 12 hours.

The method of any one of claims 9 to 25, further comprising the step h) of fractionating the light one obtained in step g) Aggregate.

A method according to claim 26, wherein the light aggregate precesses the fractionation for is stored for at least 12 to 48 hours.

Lightweight aggregate obtainable by the process according to any one of claims 9 to 27, wherein the light aggregate has a mean particle size of 0.1 to 10 mm, a bulk density of 0.6 to 1.4 kg / dm ³ , a mean grain density of 0 , 8 to 1.7 kg / dm ³ and a Korneigenfestigkeit of 3.5 to 25 N / mm ² .

Use of the light aggregate after Claim 34 for the production of building materials.

Use according to claim 29, wherein the building material from the group consisting of light screed, light mortar, light plaster, Lightweight concrete, fillings for stones, bricks, Drain boards and layers, insulation boards and layers, and base courses under floors.

A process for producing a light aggregate having a grain density of ≤ 2.0 kg / dm ³ or a bulk density of ≤ 1.2 kg / dm ³ , comprising the following steps: a) dry premixing of cement, hydrated lime, silicon and / or Alumina particles or cement, hydrated lime, particles of silicon and / or alumina and one or more industrial by-products selected from the group consisting of incineration slags and ash and rock flour, b) adding reaction water and one or more additives, c) mixing the resulting reaction mixture under Inclusion of air in the reaction mixture, solely by stirring, until a foamy mineral pulp is formed, d) transferring the mineral slurry into a mold, e) curing the mineral slurry in the mold to form a mineral foam block, f) stripping the mold formed in the mold mineral foam block, and g) crushing the mineral foam block to form a to obtain light aggregate of the desired shape and size.

The method of claim 31, wherein the silicon and / or alumina particles in a particle size of less as 90 μm be used.

A method according to claim 31 or 32, wherein as silica particles finely ground quartz sand and finely ground as alumina particles, Calcined Bauxite be used.

A method according to any one of claims 31 to 33, wherein the industrial By-product of the group consisting of boiler sand, coal coke, Fly ash, paper ash and oven filter dust.

The method of claim 31, wherein as industrial By-product stone meal used with a high proportion of quartz sand becomes.

A method according to any one of claims 31 to 34, wherein the additive from the group consisting of plasticizers, solidification accelerators and Sedimentationsreduzierern is selected.

A method according to any one of claims 31 to 36, wherein in step a) aluminum hydroxide is also used.

A method according to any one of claims 31 to 37, wherein in the Steps a) and b) the cement in an amount of 10 to 30 wt .-%, the hydrated lime in an amount of 10 to 30% by weight, the silicon and / or alumina particles in an amount of 40 to 60 wt .-%, the optionally used industrial by-product in one Amount of 0 to 40 wt .-%, the optionally used aluminum hydroxide in an amount of 0 to 5 wt .-%, the reaction water in one Amount of 1 to 10 wt .-% and the additive in an amount of 0.1 to 3 wt .-%, based on the total weight in the steps a) and b) added components are used.

A method according to any one of claims 31 to 38, wherein the dry Premixing in step a) in a mixer for a period of 2 to 5 min and / or at a speed of 500 to 700 rev / min.

The method of any one of claims 31 to 39, wherein adding the reaction water and the additive in step b) with mixing in a mixer over 2 to 6 min and / or at a speed of 500 to 700 rev / min.

A method according to any one of claims 31 to 40, wherein the mixing in step c) in a mixer for a period of 3 to 8 minutes and / or at a speed of 500 to 700 rev / min.

A method according to any one of claims 31 to 41, wherein the curing in Step e) for at least 12 h.

The method of any one of claims 31 to 42, further comprising the step h) of fractionating in step g) by breaking obtained, light aggregate.

Lightweight aggregate obtainable by the process according to any one of claims 31 to 43, wherein the light aggregate has a mean particle size of 0.1 to 10 mm, a bulk density of 0.3 to 0.9 kg / dm ³ , a mean grain density of 0 , 4 to 1.1 kg / dm ³ and a Korneigenfestigkeit of 3.5 to 4.5 N / mm ² .

Use of the light aggregate after Claim 44 for the production of building materials.

Use according to claim 45, wherein the building material from the group consisting of light screed, light mortar, light plaster, Lightweight concrete, fillings for stones, Bricks, drain boards and layers, insulation boards and layers, and Base layers under floors is selected.